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1、高二物理选修波的图象本讲稿第一页，共二十四页 我们可以用照象机把波的形状摄下我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下来，就是按下快门瞬间快门瞬间各个质点各个质点离开离开各自平衡位置各自平衡位置时的情形。我们就把这时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。图象。一、波的图象一、波的图象本讲稿第二页，共二十四页横波动画展示本讲稿第三页，共二十四页Y位移位移1.1.用横坐标表示在波用横坐标表示在波传播方向上传播方向上各质点的各质点的平衡位置平衡位置2.2.用纵坐标表示用纵坐标表示某时刻某时刻各质点偏离平衡位置的各质点偏离平衡位置的位移位移X平衡位置平
2、衡位置正方向负方向一、波的图象一、波的图象本讲稿第四页，共二十四页 3.3.波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的波形图简称波形的波形图简称波形Y位移X平衡位置平衡位置O本讲稿第五页，共二十四页4 4简谐波简谐波（1 1）简谐运动在介质中传播形成简谐波）简谐运动在介质中传播形成简谐波.（2 2）简谐波的图象是正弦曲线（或余弦曲线）简谐波的图象是正弦曲线（或余弦曲线）.（3 3）简谐波是一种最基本、最简单的波）简谐波是一种最基本、最简单的波.y/cmx/m0一、波的图象一、波的图象本讲稿第六页，共二十四页（1 1）波的图象表
3、示某一时刻）波的图象表示某一时刻各个质点各个质点相对于平衡位相对于平衡位置的位移置的位移.（2）波的图象（随时间）的变化情况.yx0时刻时刻t t的波形的波形时刻时刻t+t+t t的波形的波形v234515.5.物理意义物理意义一、波的图象一、波的图象本讲稿第七页，共二十四页二、波长、频率和波速二、波长、频率和波速1 1、波长：在波动中振动相位总是相同的两个、波长：在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。相邻质点间的距离。对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长。之间的距离等于一个波长。对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏
4、部对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间的距离等于一个波长。之间的距离等于一个波长。本讲稿第八页，共二十四页2 2、频率：波的频率就是波源的振动频率，、频率：波的频率就是波源的振动频率，也是所有质点的振动频率。也是所有质点的振动频率。3 3、波速：波在均匀介质中、波速：波在均匀介质中匀速传播的速率匀速传播的速率只只与介质有关与介质有关，而与频率无关。注意波速与质，而与频率无关。注意波速与质点振动速度不是同一概念。点振动速度不是同一概念。4 4、三者关系：、三者关系：质点振动一个周期，波形向前质点振动一个周期，波形向前移动一个波长。移动一个波长。即：即：v=S/t=v=S/t=/T=/T=
5、f f，f f和和v v决定决定.本讲稿第九页，共二十四页1.1.从波的图象可以知道振幅从波的图象可以知道振幅2.2.从波的图象可以知道该时刻各个质点对平衡从波的图象可以知道该时刻各个质点对平衡位置的位移位置的位移3.3.借助图象还可以说明各个质点的速度、加速借助图象还可以说明各个质点的速度、加速度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向度在该时刻的变化情况和速度、加速度的方向y/cmx/m0二、波的图象的应用二、波的图象的应用本讲稿第十页，共二十四页(1)(1)已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。(2)(2)已知某质点的振动方向也可确定波的传播方向已
6、知某质点的振动方向也可确定波的传播方向 4 4介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系.5.5.画波形画波形二、波的图象的应用二、波的图象的应用本讲稿第十一页，共二十四页Y YX XO O波的传播方向ABCDV VV VV VV V 如果这列波是向左传播的，则这四个质点的如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？振动方向又如何？课课 堂堂 练练 习习 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图的波形图.试求出波形图上试求出波形图上A A、B B、C C、D D四个质点的四个质点的振动方向振动方向本讲稿
7、第十二页，共二十四页Y YX XO OV V向左传播向左传播如果这个质点的振动方向向上如果这个质点的振动方向向上如果已知这个质点做减速运动如果已知这个质点做减速运动课课 堂堂 练练 习习 如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向方向向右传播向右传播向右传播向右传播本讲稿第十三页，共二十四页如图所示为简谐波某时刻的波形图，图上如图所示为简谐波某时刻的波形图，图上a a点和点和b b点表点表示两质点在该时刻的位置，它们的示两质点在该时刻的位置，它们的y y坐标
8、绝对值相同。坐标绝对值相同。对此两质点，下列判断正确的是（对此两质点，下列判断正确的是（）A.A.该时刻位移相同该时刻位移相同B.B.该时刻加速度相同该时刻加速度相同C.C.该时刻速度方向相同该时刻速度方向相同D.D.该时刻加速度方向相同该时刻加速度方向相同C课课 堂堂 练练 习习 本讲稿第十四页，共二十四页X平衡位置平衡位置Y位移位移OBACGDFEIHB A C G D F E H vI 描点法描点法主要题型：主要题型：求波在任意时刻的波形图求波在任意时刻的波形图本讲稿第十五页，共二十四页试画出该时刻前试画出该时刻前T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4时刻的波形图时刻的波形图
9、课课 堂堂 练练 习习如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试画出再经过试画出再经过T/4T/4、3T/43T/4和和5T/45T/4时的波形图时的波形图Y YX XO O波的传播方向T/4T/43T/43T/4本讲稿第十六页，共二十四页 下图为一横波在某一时刻的波形图，已知下图为一横波在某一时刻的波形图，已知F F质点此质点此时的运动方向如下图所示，则（时的运动方向如下图所示，则（）A A波向右传播波向右传播B B质点质点H H的运动方向与质点的运动方向与质点F F的运动方向相同的运动方向相同C C质点质点C C比质点比质点B B先回到平
10、衡位置先回到平衡位置D D质点质点C C在此时的加速度为零在此时的加速度为零C C课课 堂堂 练练 习习 本讲稿第十七页，共二十四页振动图象波的图象1.1.两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移2.2.振动图象的横坐标表示时间，振动图象的横坐标表示时间，O O点为质点的平衡位置；点为质点的平衡位置；波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点的波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置平衡位置3.3.两种图象的形状都是正弦或余弦曲线两种图象的形状都是正弦或余弦曲线y0ty0 x三、振动图象与波的图象的比较三、振动图象与波的图象的比较本讲
11、稿第十八页，共二十四页确定质点确定质点运动方向运动方向形象形象记忆记忆图线变化图线变化物理意义物理意义图线图线研究内容研究内容研究对象研究对象波动图象波动图象振动图象振动图象 单一振动质点单一振动质点沿波传播方向的所有质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时间的一质点的位移随时间的变化规律变化规律某时刻所有质点的空间某时刻所有质点的空间分布规律分布规律表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移表示表示一个质点一个质点在在各时刻各时刻的位的位移移随时间推移随时间推移图象延伸图象延伸，但已，但已有的图象形状不变有的图象形状不变随时间推移图象沿传播随时间推移图象沿传播方向方向平移平移比喻为一
12、个质点的比喻为一个质点的“录象带录象带”比喻为无数质点某一时刻拍摄比喻为无数质点某一时刻拍摄的的“照片照片”根据下一时刻的位移来判断根据下一时刻的位移来判断根据根据“质点带动原理质点带动原理”来判断来判断x/mx/mt/st/s0 0 x/mx/my/my/m0 0三、振动图象与波的图象的比较三、振动图象与波的图象的比较本讲稿第十九页，共二十四页例例6.6.一列横波在某时刻的波形图如图所示。一列横波在某时刻的波形图如图所示。课课 堂堂 练练 习习1.1.若此时刻质点若此时刻质点a a的振动方向向下，则波向什么方的振动方向向下，则波向什么方向传播？向传播？波是向左传播的波是向左传播的d d点应该
13、向下振动点应该向下振动2.2.若波向右传播，此时刻若波向右传播，此时刻d d点向什么方向振动？点向什么方向振动？y/cm0 x/mab本讲稿第二十页，共二十四页 一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动只发生在在某一时刻的波形图，并且此时振动只发生在M M、N N之之间，并知此波的周期为间，并知此波的周期为T T，Q Q质点速度方向在波形图中是质点速度方向在波形图中是向下的，下面说法中正确的是（向下的，下面说法中正确的是（）A.A.波源是波源是M M，由波源起振开始计时，由波源起振开始计时，P P点已经振动时间点已
14、经振动时间T TB.B.波源是波源是N N，由波源起振开始计时，由波源起振开始计时，P P点已经振动时间点已经振动时间3/4T3/4TC.C.波源是波源是N N，由波源起振开始计时，由波源起振开始计时，P P点已经振动时间点已经振动时间T/4T/4D.D.波源是波源是M M，由波源起振开始计时，由波源起振开始计时，P P点已经振动时间点已经振动时间T/4T/4C C PMNQ课课 堂堂 练练 习习本讲稿第二十一页，共二十四页 一列简谐波在一列简谐波在t=0t=0时刻的波形图如图（时刻的波形图如图（a a）所示，）所示，图图(b)(b)表示该波传播的媒质中某质点此后一段时间内表示该波传播的媒质中
15、某质点此后一段时间内的振动图象，则（的振动图象，则（）A A若波沿若波沿x x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)(b)图应为图应为a a点的振动图象点的振动图象 B B若波沿若波沿x x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)(b)图应为图应为b b点的振动图象点的振动图象C C若波沿若波沿x x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)(b)图应为图应为c c点的振动图象点的振动图象D D若波沿若波沿x x轴正方向传播，轴正方向传播，(b)(b)图应为图应为d d点的振动图象点的振动图象B B 课课 堂堂 练练 习习本讲稿第二十二页，共二十四页 一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成一列横波沿绳子向右传播
16、，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上如图所示的形状，对此时绳上A A、B B、C C、D D、E E、F F六六个质点（个质点（）A A它们的振幅相同它们的振幅相同B B质点质点D D和和F F的速度方向相同的速度方向相同C C质点质点A A和和C C的速度方向相同的速度方向相同D D从此时算起，质点从此时算起，质点B B比比C C先回到平衡位置先回到平衡位置ADAD课课 堂堂 练练 习习本讲稿第二十三页，共二十四页 A A、B B、C C、D D是一列横波上的四个点，某时刻波形是一列横波上的四个点，某时刻波形如图所示，那以如果如图所示，那以如果A A此时速度是向上的，则此时速度是向上的，则C C点必是点必是 ，如果，如果B B点此时速度是向上的，则波向点此时速度是向上的，则波向 传播，传播，A A、B B两点加速度方向两点加速度方向 .C.C、D D两点加速度方向两点加速度方向 速度向上速度向上左左向下向下向上向上课课 堂堂 练练 习习本讲稿第二十四页，共二十四页