【物理】波的描述（二）课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、3.2 波的描述（二）今天，我们一起来学习第三章第二节今天，我们一起来学习第三章第二节波的波的描述的描述的第二课时。我们这节课的第二课时。我们这节课的学习学习目标有目标有三三个个：1 1、理解并掌握判断波的传播方向和质点振动方理解并掌握判断波的传播方向和质点振动方向的方法；向的方法；2 2、理解波的图像和振动理解波的图像和振动描述描述的区别。的区别。3 3、能运用波的知识分析、解决多解性相关问题。、能运用波的知识分析、解决多解性相关问题。一、波的传播方向和质点振动方向的判断1带动法：先振动的质点带动邻近的带动法：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。在质点后振动的质点。在质点P P靠近波源一方靠

2、近波源一方附近的图象上另找一点附近的图象上另找一点P P，若，若P P 在在P P上方，则上方，则P P向上运动，若向上运动，若P P 在在P P下下方，则方，则P P向下运动，如图所示。向下运动，如图所示。2 2同侧法：质点的振动方向与波的同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧。如图传播方向在波的图象的同一侧。如图所示，波向右传播。所示，波向右传播。例例1 1、简谐横波某时刻的波形图如图所示、简谐横波某时刻的波形图如图所示由此可知：由此可知：(1)(1)若波从右向左传播，则质点若波从右向左传播，则质点a a、c c向什么向什么方向运动？方向运动？(2)(2)若波从左向右传播，

3、则质点若波从左向右传播，则质点a a、c c向什么向什么方向运动？方向运动？(3)(3)若质点若质点b b向上运动，则波向什么方向传播向上运动，则波向什么方向传播？三个点哪个最先回到平衡位置？三个点哪个最先回到平衡位置？(4)(4)若该图像是某点的振动图像则由此可若该图像是某点的振动图像则由此可知：则质点在知：则质点在a a、b b、c c三时刻向什么方向三时刻向什么方向运动？三个点哪个最晚回到平衡位置？运动？三个点哪个最晚回到平衡位置？二、振动图像与波的图像的区别与联系(一一)区别区别1 1从物理意义上区别：振动图像描述的是从物理意义上区别：振动图像描述的是 （填（填“同一同一”或或“不同不

4、同”）振动质点在）振动质点在 （填（填“同一同一”或或“不同不同”）时刻的位移情况；波的图像描述）时刻的位移情况；波的图像描述的是的是 （填（填“同一同一”或或“不同不同”）时刻介质中）时刻介质中 （填（填“同一同一”或或“不同不同”）质点的位移情况。质点的位移情况。2 2从图像画法上区别：振动图像的横轴从图像画法上区别：振动图像的横轴t t表示表示 振动质点振振动质点振动的时间，纵轴动的时间，纵轴y y表示这个质点在表示这个质点在 （填（填“同一同一”或或“不同不同”）时刻的位移；）时刻的位移；波的图像的横轴波的图像的横轴x x表示介质中表示介质中 （填（填“同一同一”或或“不同不同”）振动

5、质点的平衡位）振动质点的平衡位置，纵轴置，纵轴y y表示各振动质点在表示各振动质点在 时刻的位移。时刻的位移。3 3从图像变化上区别：振动图从图像变化上区别：振动图像是随着时间的延长而延伸的，而原有的形状像是随着时间的延长而延伸的，而原有的形状 （填（填“不变不变”或或“变化变化”），），如图所示。波的图像则随着时间的如图所示。波的图像则随着时间的 （填（填“不变不变”或或“变化变化”），图像沿传），图像沿传播方向平移，如图所示。播方向平移，如图所示。4 4从图像给出的信息上的区别：振动图像能直观地给从图像给出的信息上的区别：振动图像能直观地给出出 、，以及各个时刻该质点的，以及各个时刻该质点

6、的 ；波的图像能直观地给出质点的；波的图像能直观地给出质点的 、，以及该时刻各质点的，以及该时刻各质点的 。1 1由振动图像可读出质点的振动周期由振动图像可读出质点的振动周期T T，而质点振，而质点振动的周期与波源的振动周期及波的传播周期是相同动的周期与波源的振动周期及波的传播周期是相同的；由波的图像可读出波长的；由波的图像可读出波长，据，据v v 可可求波速。求波速。2 2由振动图像可画波的图像，由波的图像由振动图像可画波的图像，由波的图像也可画出质点的振动图像。也可画出质点的振动图像。(二二)联系：联系：例例2 2、如图甲所示为一列简谐横波在如图甲所示为一列简谐横波在t t0 0时的波的图

7、像，图乙时的波的图像，图乙所示为该波中平衡位置位于所示为该波中平衡位置位于x x4 m4 m处的质点处的质点P P的振动图像下的振动图像下列说法正确的是列说法正确的是()A.)A.此波的波速为此波的波速为2 m/s2 m/sB B此波此波沿沿x x轴正方向传播轴正方向传播C Ct t0.5 s0.5 s时质点时质点P P的速度最大的速度最大D Dt t1.0 s1.0 s时质点时质点P P的加速度最大的加速度最大C C例例3 3、一列简谐波在、一列简谐波在x x轴上传播，波速为轴上传播，波速为50m/s,50m/s,已知已知t=0t=0时刻的波形图象如左图所示，图中时刻的波形图象如左图所示，图

8、中M M处的质点此时处的质点此时正经过平衡位置沿正经过平衡位置沿y y轴的正方向运动轴的正方向运动.，请画出，请画出t=0.5st=0.5s时的波形图象（至少要画出一个波长）。时的波形图象（至少要画出一个波长）。例例4 4、如图所示，一列沿如图所示，一列沿x x轴传播的简谐横波，轴传播的简谐横波，t t0 0时刻的波形图如图甲时刻的波形图如图甲所示，图乙表示所示，图乙表示x x1.0 m1.0 m处质点处质点P P的振动图像求：的振动图像求：(1)(1)波的波长波的波长和振和振幅幅A A；(2)(2)请判断这列波的传播方向，并计算该简谐横波传播速度请判断这列波的传播方向，并计算该简谐横波传播速

9、度v v的大的大小；小；(3)t(3)t0.7 s0.7 s内质点内质点Q Q运动的路程运动的路程s.s.图像图像图像图像变化变化随时间推移随时间推移,图像延续图像延续,但已有但已有形状不变形状不变随时间推移随时间推移,图像沿传播方向平移图像沿传播方向平移项目项目振动图像振动图像波的图像波的图像物理物理意义意义表示某质点各个时刻的位移表示某质点各个时刻的位移表示某时刻各质点的位移表示某时刻各质点的位移图像图像信息信息可读出质点的振动周期可读出质点的振动周期可读出质点的振幅可读出质点的振幅可读出各时刻质点的位移可读出各时刻质点的位移可读出各时刻速度、加速度可读出各时刻速度、加速度的方向的方向可读

10、出波长、振幅可读出波长、振幅可读出任意一质点在该时刻的位移可读出任意一质点在该时刻的位移可读出任意一质点在该时刻加速度的可读出任意一质点在该时刻加速度的方向方向根据波的传播方向判断某质点的振动根据波的传播方向判断某质点的振动方向或根据某质点的振动方向判断波的方向或根据某质点的振动方向判断波的传播方向传播方向三、造成波动问题多解的主要因素1、周期性、周期性时间周期性：相隔整数倍周期的两个时刻的波形图时间周期性：相隔整数倍周期的两个时刻的波形图完全相同，时间间隔完全相同，时间间隔t t与周期与周期T T的关系不明确造成多解的关系不明确造成多解空间周空间周期性：沿传播方向上，相隔整数倍波长的两质点的

11、振动情况完全相期性：沿传播方向上，相隔整数倍波长的两质点的振动情况完全相同，质点间距离同，质点间距离x x与波长与波长的关系不明确造成多解的关系不明确造成多解2 2、双向性对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方、双向性对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方向也不同，反之亦然向也不同，反之亦然 传播方向双向性：波的传播方向不确定传播方向双向性：波的传播方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定例例5 5、如图所示为一列简谐横波如图所示为一列简谐横波在在t=0t=0时刻的波形图，已知波源时刻的波形图，已知波源的振动周期为的振动周期为T=0.4sT

12、=0.4s试画出经试画出经过过0.7s0.7s后形成的波形。后形成的波形。yx/m42-2-40yx/m42-2-40例例6 6、在一列沿水平直线传播的、在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距简谐横波上有相距4m4m的的A A、B B两两点，如图甲、乙分别是点，如图甲、乙分别是A A、B B两两质点的振动图象，已知该波波质点的振动图象，已知该波波长大于长大于2m2m，这列波由，这列波由A A向向B B传播，传播，求波的波速？求波的波速？例例7 7、如图所示，实线是某时刻的波形曲线，虚线是、如图所示，实线是某时刻的波形曲线，虚线是0.2 s0.2 s后后的波形曲线的波形曲线(1)(1)若波向左传

13、播，求它传播的距离及最若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；小距离；(2)(2)若波向右传播，求它的周期及若波向右传播，求它的周期及最大周期；最大周期；(3)(3)若波速为若波速为35 m/s35 m/s，求波的传，求波的传播方向播方向学以致用学以致用BD1 1、(多选多选)根据下图判断下列说法正确的是根据下图判断下列说法正确的是()()A.A.甲是振动图像甲是振动图像,乙是波动图像乙是波动图像B.B.甲是波动图像甲是波动图像,乙是振动图像乙是振动图像C.C.甲中此时质点甲中此时质点A A向下运动向下运动,乙中乙中B B时刻质点向下运动时刻质点向下运动D.D.甲中此时质点甲中此时质点A A向

14、上运动向上运动,乙中乙中B B时刻质点向下运动时刻质点向下运动甲乙2 2质点质点O O振动形成的简谐横波沿振动形成的简谐横波沿x x轴方向传播，轴方向传播，t=0t=0时刻的波形图如时刻的波形图如图甲所示，在图甲所示，在x=4mx=4m处的质点处的质点P P的振动图象如图乙所示，则（）的振动图象如图乙所示，则（）A A该波的频率为该波的频率为0.25Hz0.25HzB B该波的传播速度为该波的传播速度为200m/s200m/sC C该波沿该波沿x x轴负向传播轴负向传播D D经过经过0.1s0.1s质点质点P P沿沿x x轴负向轴负向传播传播20m20mBC3 3：一列简谐横波在：一列简谐横波在x x轴上传播，已知轴上传播，已知x=1x=1.2m2m处的质点的振动图像如左图处的质点的振动图像如左图所示，所示，x=1.8mx=1.8m处的质点的振动图像如右图所示，求这列波的波速。处的质点的振动图像如右图所示，求这列波的波速。4 4、一列简谐横波在、一列简谐横波在x x轴上传播，在轴上传播，在t t1 1=0=0和和t t2 2=0.5s=0.5s时，其波形分别用如图所示时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：的实线和虚线表示，求：（1 1）这列波可能具有的波速；）这列波可能具有的波速；（2 2）当波速为）当波速为28m/s28m/s时，波的传播方向如何？时，波的传播方向如何？