【物理】波的形成和描述(二)课件-2023-2024学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、第第3 3章章 机械波机械波3.1波的形成和描述(二)2观察与思考波在介质中传播时，各质点都在平衡位置附近振动，而整个波形不断地向前传播，在时间上、空间上都具有周期性，如何描述一列波的运动情况呢？观察与思考1.画法建立坐标系描点连线用横坐标x表示沿波传播方向上各质点的 ，纵坐标y表示各个质点 。规定位移方向向上为正值。在坐标平面内，以某一时刻各个质点的x、y值描出各对应点。用一条平滑的曲线把各点连接起来就得到该 波的图像，也称波形曲线或波形。xyOx1y1x1y1平衡位置离开平衡位置的位移时刻2.图像的物理意义波的图像反映了介质中的 在 的位移情况。3.简谐波(1)波源做简谐运动时，在各个时刻

2、波的图像是一条 ，这种波称为 。(2)简谐波中各质点的振动是简谐振动。各个质点某一时刻正弦(或余弦)曲线简谐波思考与讨论简谐运动的图像是一条正弦(或余弦)曲线；横波中的各质点做简谐运动时，其图像也是一条正弦(或余弦)曲线。如图所示的两图像中，一个是振动图像，另一个是波的图像，你能将它们区分开来吗？它们的物理意义分别是什么？请说出理由，并与同学讨论交流。(1)辨析方法：看横轴，振动图像的横坐标轴t表示时间，波的图像横坐标轴x表示波传播方向上各质点的平衡位置，所以题图a是振动图像，题图b是波的图像。(2)物理意义：振动图像表示介质中“某一个质点”在“各个时刻”的位移，波的图像表示介质中“各个质点”

3、在“某一时刻”的位移。可以形象地说：波的图像是“照相式”的，而振动图像是“录像式”的。(3)下一时刻的图像的获得：振动图像是在原图像的后面延续，而波的图像需要将现在的图像向左或向右“平移”相应的距离。yOtyOxabtx练习1.(多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是A.甲是振动图像，乙是波的图像B.甲是波的图像，乙是振动图像C.甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动D.甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动观察与思考1.周期T、频率f(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的 叫波的周期(或频率)。(2)周期T和频率f的关系：T 。在波的传播过程中，各质点的振动周期与波源的振动周

4、期的关系？相同振动周期(或频率)2.波长(1)定义：两个 的、相对平衡位置的位移和振动方向总是 的质点间的距离。(2)特征 在横波中，两个相邻 或两个相邻 之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻 或两个相邻 中央的距离等于波长。相邻相同波峰波谷密部疏部3.波速(1)定义：振动传播的 与传播 之比。(2)决定因素：由 本身的性质决定，在不同的介质中，波速是 的，在同一介质中，不同的波，波速 。(均选填“相同”或“不同”)(3)波长、周期、频率和波速的关系：f距离时间介质不同相同思考与讨论y0 xA-AP1P2t时刻波形(1)某时刻，波上两个相邻的、位移相等的质点间的距离一定等于波长吗？不一定。只

5、有沿波的传播方向上相邻的两质点位移总是相同，它们之间的距离才等于波长。t+t时刻波形思考与讨论不是。因为波在一个周期内传播的距离与介质有关，而质点在一个周期内通过的路程与振幅有关，为振幅的四倍，它们无必然联系。(2)波在一个周期内传播的距离是一个波长，那么在一个周期内质点通过的路程是否为一个波长？为什么？练习2.(多选)(2023福建福州市高二检测)“甩绳”是一种时尚的健身运动，如图甲所示，两根相同的绳子一端固定，另一端由健身者双手分别握住上下交替甩动，绳子在竖直面内分别形成两列波。某次健身者以一定的频率开始甩动，某时刻绳子形成的波形如图乙所示(可视为简谐波且还未传到固定点P)，其中a、b是右

6、手绳子上的两个相邻的最低点，a、b两质点在波的传播方向上的距离xab2.0 m，a质点振动图像如图丙所示，则练习A.健身者右手刚甩动时的方向向上B.健身者右手甩动绳子的频率为2 HzC.波在绳上传播的速度为2 m/sD.增大甩动绳子的频率，绳子上的波 形传播到P点的时间变短3.(2022北京市丰台区高二期末)某同学探究一绳波的产生和传播，经过处理得到如图所示一列沿x轴正方向传播的简谐横波，已知波的周期是0.4 s，求：(1)波的传播速度；答案(1)5 m/s(2)5 m(2)经过1 s，波传播的距离；(3)在图乙中画出0.5 s后的波形图。练习4.(2023福建莆田市高二)一列声波从空气传入水

7、中，已知水中声速较大，则A.声波频率不变，波长变小B.声波频率变大，波长不变C.声波频率变小，波长变大D.声波频率不变，波长变大观察与思考一简谐波在某时刻的波形如图所示。(1)若此列波正在沿x轴正方向传播，图中质点a此刻向哪个方向振动？(2)若此刻质点a正在向下振动，此列波正在沿x轴的正方向传播还是沿x轴负方向传播？1.带动法后面质点依次重复前面质点的振动。yOxPPv2.同侧法在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示。y0 xPv振动方向传播方向y0 xPv振动方向传播方向

8、梳理与总结3.上下坡法如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。4.微平移法原理：波向前传播，波形也向前平移。方法：如图所示，作出经微小时间t后的波形，就知道了各质点经过t时间后到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了。下坡上下坡下yOxABCDEFvyOxPQv练习5.(2023福建三明市高二检测)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为4 m/s。某时刻波形如图所示，则这列波周期为_ s，此时x4 m处质点沿y轴_方向运动。2正波的形成和描述波的图像波的特征波的传播方向或质点振动方向的判断图像的建立建立坐标系、描点、连线图像的物理意义各个质点某一时刻位移简谐波波的图像是正弦（余弦）曲线T、fv相邻、振动总相同带动法同侧法上下坡法微平移法