宁夏回族自治区银川市六盘山高级中学高中物理人教版（选修3-4）第十二章　机械波　第2节波的图像(共33张PPT).ppt

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1、复习提问：复习提问：1 1：产生机械波的条件是什么？：产生机械波的条件是什么？2 2：机械波传播的实质是什么？：机械波传播的实质是什么？3 3：机械波分哪二种？各有什么：机械波分哪二种？各有什么特点？特点？12.2 波的图象 我们可以用照相机把波的形状拍摄下我们可以用照相机把波的形状拍摄下来，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。横波动画展示Y位移位移一、波的图象一、波的图象1.1.用横坐标用横坐标X X表示在波表示在波传播方向上传播

2、方向上各质点的各质点的平衡位置平衡位置2.2.用纵坐标用纵坐标Y Y表示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平衡位置平衡位置正方向负方向振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象Y位移X平衡位置O 波的图象波的图象是在波的传播方向上，介质中是在波的传播方向上，介质中各质点各质点在在某一时刻某一时刻的的波形图波形图简称简称波形波形.（1 1）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波谐波.（2 2）正弦波传播时，介质的质点在做简谐运动）正弦波传播

3、时，介质的质点在做简谐运动.（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.Cy/mx/m1 2 3 4 5 6 7 80B0.10AV二、从波的图象可获取的信息二、从波的图象可获取的信息1.1.该时刻各质点偏离平衡位置的位移该时刻各质点偏离平衡位置的位移:各点的纵坐标各点的纵坐标2.2.各点的振幅各点的振幅(A):(A):纵坐标最大值的绝对值纵坐标最大值的绝对值三、波的图象的物理意义三、波的图象的物理意义1.波的图象的物理意义：波的图象的物理意义：反映反映各个质点各个质点某一时刻某一时刻偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移由波的图象的画法可以知道：由波的图象的画法可

4、以知道：对对横波横波而言图象反映了某时刻介质中而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间各个质点在空间的实际分布情况的实际分布情况。2.振动图象的物理意义：振动图象的物理意义：反映反映某个质点某个质点不同时刻不同时刻偏离平衡位置的偏离平衡位置的位移位移由振动图象的画法可以知道：由振动图象的画法可以知道：图象上的点并不表示做简谐运动的质点在空间的实际位置。图象上的点并不表示做简谐运动的质点在空间的实际位置。在不同时刻质点振动的位移不同，波的图像也随之改变。在不同时刻质点振动的位移不同，波的图像也随之改变。波的图象（随时间）的变化情况.yx0时刻t的波形时刻t+t的波形v23451四、振动图象与波的

5、图象的比较四、振动图象与波的图象的比较XtOYXO振动图象波的图象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.振动图象的横坐标表示时间，波的图象的横坐标表示在波的传振动图象的横坐标表示时间，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播方向上各质点的平衡位置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4.振动图象表示振动图象表示一个质点一个质点在在不同时刻不同时刻的位移的位移 波的图象表示波的图象表示多个质点多个质点在在某一时刻某一时刻的位移，对横波而言则表的位移，对横波而言则表 示多个质点在某一时刻的空间位置

6、分布示多个质点在某一时刻的空间位置分布确定质点确定质点运动方向运动方向形象记忆形象记忆图线变化图线变化物理意义物理意义y/m x/m x/m T t/s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 一个质点一个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变化规律一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律某时刻所有质点的空间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移的位移随时间推移随时间推移图象延伸图象延伸，但已有，但已有的图象形状不变的图象形状不变随时间推移图象沿传播方

7、向随时间推移图象沿传播方向平移平移比喻为一质点的比喻为一质点的“传记记录卡传记记录卡”比喻为一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比喻为无数质点某一时刻的的“特写镜头特写镜头”比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻拍摄的拍摄的“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“同侧法同侧法”或或“上下坡法上下坡法”判断判断五、波的图象的应用五、波的图象的应用波的传播方向波的传播方向、质点的振动方向质点的振动方向及及波波形图形图三者知其二，而求其一。三者知其二，而求其一。主要方法：主要方法：“同侧法同侧法”和和“上下坡法上下坡法”练习一：练习一：

8、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，试求出波形图上试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向。四个质点的振动方向。YXO波的传播方向ABCDVVVV上坡下，下坡上上坡下，下坡上练习二：练习二：如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形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。试求这列波的传播方向上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向YXOV答案：向左传播如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传

9、播方向又如何？如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？练习三：练习三：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/4、3T/4和和5T/4时的波形图时的波形图YXO波的传播方向练习四：练习四：如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形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。试画出再经过上某点的振动方向如图所示。试画出再经过T/4、3T/4和和 5T/4时的波形图时的波形图YXOVOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振

10、动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4TOYt振动图象的画法振动图象的画法-描点法描点法T/4T/23T/4T返回一、波长一、波长定义定义定义定义：在波动中，振动：在波动中

11、，振动：在波动中，振动：在波动中，振动相位总是相同相位总是相同相位总是相同相位总是相同的两个的两个的两个的两个相邻相邻相邻相邻质点间的质点间的质点间的质点间的距离，叫做波长距离，叫做波长距离，叫做波长距离，叫做波长说明：说明：说明：说明：1.1.1.1.振动情况完全相同的两个质点位移总相等（大小、方向）振动情况完全相同的两个质点位移总相等（大小、方向）振动情况完全相同的两个质点位移总相等（大小、方向）振动情况完全相同的两个质点位移总相等（大小、方向）3.3.3.3.相距相距相距相距的整数倍的整数倍的整数倍的整数倍的两个质点振动步调总是一致的两个质点振动步调总是一致的两个质点振动步调总是一致的两

12、个质点振动步调总是一致4.4.4.4.相距相距相距相距/2/2/2/2的奇数倍的奇数倍的奇数倍的奇数倍的两个质点振动步调总是相反的两个质点振动步调总是相反的两个质点振动步调总是相反的两个质点振动步调总是相反5.5.5.5.在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离波长；在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离波长；在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离波长；在纵波中，两个相邻的密部（或疏

13、部）之间的距离等于波长等于波长等于波长等于波长2.2.2.2.每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的每经过一个波长的距离，出现一个振动情况完全相同的质点，因此波长描述了波传播过程中的质点，因此波长描述了波传播过程中的质点，因此波长描述了波传播过程中的质点，因此波长描述了波传播过程中的空间上的周期性空间上的周期性空间上的周期性空间上的周期性（重复性）。（重复性）。（重复性）。（重复性）。二、周期和频率二、周期和频率2.2.2.2.每每每每经经经经历历历历一一一一个个个个周周周周期期期期，波波

14、波波向向向向前前前前传传传传播播播播一一一一个个个个波波波波长长长长。因因因因此此此此周周周周期期期期描描描描述了波传播过程中的时间上的周期性。述了波传播过程中的时间上的周期性。述了波传播过程中的时间上的周期性。述了波传播过程中的时间上的周期性。波的周期（或频率）：波源振动的周期（或频率）波的周期（或频率）：波源振动的周期（或频率）波的周期（或频率）：波源振动的周期（或频率）波的周期（或频率）：波源振动的周期（或频率）1 1、波的周期由波源决定，同一列波在不同介质中传、波的周期由波源决定，同一列波在不同介质中传、波的周期由波源决定，同一列波在不同介质中传、波的周期由波源决定，同一列波在不同介质

15、中传播时周期（或频率）保持不变播时周期（或频率）保持不变播时周期（或频率）保持不变播时周期（或频率）保持不变三、波速三、波速1、它反映振动在介质中传播的快慢程度、它反映振动在介质中传播的快慢程度.2、波速的大小由、波速的大小由介质的性质介质的性质决定，同一列波决定，同一列波在不同介质中传播速度不同在不同介质中传播速度不同3、波在均匀介质中是、波在均匀介质中是匀速匀速传播的。传播的。4、波速与质点的振动速度不同。、波速与质点的振动速度不同。波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定波速由介质决定，周期（或频率）由振源决

16、定 当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周期（或频率）保持不变但由于波速的变化而导致波长期（或频率）保持不变但由于波速的变化而导致波长期（或频率）保持不变但由于波速的变化而导致波长期（或频率）保持不变但由于波速的变化而导致波长的变化的变化的变化的变化 波波波波速速速速等等等等于于于于波波波波长长长长和和和和频频频频率率率率的的的的乘乘乘乘积积积积这这这这一一一一关关关关系系系系虽虽虽虽从从从从机机机机械械械械波波波波得得得得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立

17、到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立四、强调：四、强调：C C练习练习练习练习1 1 1 1关于简谐波说法中正确的是（关于简谐波说法中正确的是（关于简谐波说法中正确的是（关于简谐波说法中正确的是（）A A A A两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长波长波长波长B B B B任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长任意两个波峰或波谷之间的距离叫波

18、长任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长 C C C C波动在一周期内向前传播的距离等于波长波动在一周期内向前传播的距离等于波长波动在一周期内向前传播的距离等于波长波动在一周期内向前传播的距离等于波长D D D D在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长练习练习2 2关于波速说法错误的有（关于波速说法错误的有（）A.A.波速由介质和波源共同决定波速由介质和波源共同决定B.B.提高振源频率，波的传播速度将增大提高振源频率，波的传播速度将增大C.C.同同时时在在空空气气中中传传播播两

19、两列列声声波波，波波长长较较大大的的声声波波传播较快传播较快D.D.频率大的声波在空气中传播的波长越短频率大的声波在空气中传播的波长越短E.E.波速反映了介质中质点振动的快慢波速反映了介质中质点振动的快慢F.F.波速反映了振动在介质中传播的快慢波速反映了振动在介质中传播的快慢A B C EA B C E波长由波源和介质共同决定。波长由波源和介质共同决定。机械波的周期和频率由波源决定，与介质无关；机械波的周期和频率由波源决定，与介质无关；波速由介质决定，与波源无关；波速由介质决定，与波源无关；A B DA B D练习练习3.3.关于关于v=fv=f和和v=/Tv=/T说法正确的（说法正确的（）A.A.它们适用于一切波（包括电磁波、光波）它们适用于一切波（包括电磁波、光波）B.B.同一列波在传播过程中，从一种介质进入另同一列波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时保持不变的只有一种介质时保持不变的只有f fC.C.由由v=fv=f可以看出，波速与频率成正比可以看出，波速与频率成正比D.D.由两式得出声波在同一种介质中传播时，波由两式得出声波在同一种介质中传播时，波长和频率成反比，与周期成正比长和频率成反比，与周期成正比