物理 第二章 机械波 第3讲 波的图像 教科版选修34.ppt

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1、第第3讲波的图像讲波的图像 目目标标定定位位 1.知知道道什什么么是是波波的的图图像像，知知道道图图像像中中纵纵、横横坐坐标标各各表表示示的的物物理理量量，能能说说出出图图像像中中蕴蕴含含的的信信息息.2.能能区区分分振振动动图图像像和和波波动动图图像像.3.根根据据某某一一时时刻刻波波的的图图像像和和波波的的传传播播方方向向能能画画出出下下一一时时刻刻和和前前一一时时刻刻的的波波的的图图像像，并并能能指指出出图图像像中中各各个个质质点点在该时刻的振动方向在该时刻的振动方向一、横波的图像一、横波的图像1若若以以横横坐坐标标x表表示示在在波波的的传传播播方方向向上上各各质质点点的的_，纵纵坐坐标

2、标y表表示示_各各个个质质点点偏偏离离平平衡衡位位置置的的位位移移，规规定定位位移移的的方方向向向向上上为为正正值值，向向下下为为负负值值，则则在在xOy坐坐标标平平面面上上，描描出出该该时时刻刻各各质质点点的的位位置置(x，y)，用用平平滑滑曲曲线线将将各各点点连连接接起起来来，就就得得到到这这一一时时刻刻横横波波的的图图像像波波的的图图像像有有时时也也称称为为波形图，简称波形波形图，简称波形2正弦波正弦波：波形图是：波形图是_的波，又称为正弦波的波，又称为正弦波平衡位置平衡位置 该时刻该时刻 正弦曲线正弦曲线 二、波的图像与振动图像的比较二、波的图像与振动图像的比较1波波的的图图像像表表示

3、示波波传传播播时时_在在介介质质中中_的的位位置相对于平衡位置的位移置相对于平衡位置的位移2振振动动图图像像表表示示_振振动动的的过过程程中中，_相相对对于于平衡位置的位移平衡位置的位移想想一一想想为为了了区区分分波波的的图图像像与与振振动动图图像像，你你可可以以用用什什么么形形象来描述它们？象来描述它们？答答案案波波的的图图像像相相当当于于一一群群人人的的一一张张照照片片，振振动动图图像像相相当当于该群人中某个人的一段录像于该群人中某个人的一段录像.某一时刻某一时刻 各质点各质点 某一质点某一质点 各时刻各时刻 由波的图像可获取的信息由波的图像可获取的信息1直直接接读读出出波波长长若若已已知

4、知波波速速，可可计计算算出出周周期期、频频率率或或已已知周期、频率可计算出波速知周期、频率可计算出波速2直直接接读读出出该该时时刻刻各各质质点点的的位位移移，间间接接判判断断回回复复力力、加加速速度度情况情况3介质中各质点的振幅介质中各质点的振幅一、波的图像的理解和应用一、波的图像的理解和应用4已知波的传播方向，可知质点的振动方向常用方法有：已知波的传播方向，可知质点的振动方向常用方法有：(1)带动法：带动法：原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点方方法法：在在质质点点P靠靠近近波波源源一一方方附附近近的的图图像像上上另另找找一一点点P，若若P在在P上上方

5、方，则则P向向上上运运动动，若若P在在P下下方方，则则P向向下下运运动动如图如图1所示所示答案答案D借借题题发发挥挥由由波波的的图图像像可可直直接接看看出出波波长长、该该时时刻刻沿沿波波的的传传播播方方向向上上各各质质点点的的位位移移和和各各质质点点的的振振幅幅，可可以以判判断断出出各各质质点点该该时时刻刻的的加加速速度度方方向向可可以以由由波波速速计计算算周周期期、频频率率或或由由周周期期、频频率率计计算算波波速速，利利用用波波的的传传播播方方向向判判断断任任一一质质点点的的振动方向或利用任一质点的振动方向判断波的传播方向振动方向或利用任一质点的振动方向判断波的传播方向【例例2】如如图图5所

6、所示示为为一一横横波波在在某某一一时时刻刻的的波波形形图图，已已知知D质质点此时的运动方向如图所示，下列说法正确的是点此时的运动方向如图所示，下列说法正确的是()图图5A波向右传播波向右传播B此时此时A点的运动方向向下点的运动方向向下C质点质点E与质点与质点D的运动方向相同的运动方向相同D质点质点C比质点比质点B先回到平衡位置先回到平衡位置解解析析质质点点D的的运运动动方方向向向向下下，根根据据特特殊殊点点法法，波波源源在在右右，所所以以波波应应该该向向左左传传播播，则则A质质点点的的运运动动方方向向向向上上E质质点点运运动动方方向向向向上上，与与D方方向向相相反反质质点点C是是直直接接向向下

7、下运运动动的的而而B是是先先向向上上运运动动到到最最高高点点再再向向下下运运动动，故故C比比B先先回回到到平平衡衡位置位置答案答案D二、波的图像的画法二、波的图像的画法借借题题发发挥挥在在已已知知波波速速的的情情况况下下，由由公公式式xvt可可得得经经t时时间间后后波波向向前前移移动动的的距距离离x，把把波波形形平平移移x即即可可得得t时时间间后后的的波波形形图图，注注意意，当当xkx0时时，只只需需将将波波形形沿沿波波的的传传播播方方向向平平移移x0即即可可得得t时时间间后后的的波波形形图图，这这就就是是所所谓谓的的“去整留零平移法去整留零平移法”当然也可以采用当然也可以采用“特殊点法特殊点

8、法”三、振动图像与波动图像的比较三、振动图像与波动图像的比较简谐振动简谐振动横波横波研究对象研究对象一个质点一个质点介质中的各质点介质中的各质点物理意义物理意义一个质点在不同一个质点在不同时刻的振动位移时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻介质中各质点在同一时刻的振动位移的振动位移随时间随时间的变化的变化原有图形不变，原有图形不变，图线随时间而延图线随时间而延伸伸原有波形沿波的传播方向原有波形沿波的传播方向平移平移显示的主要显示的主要物理量物理量振幅和周期振幅和周期振幅和波长振幅和波长答案答案B借题发挥借题发挥振动图像与波的图像的区别：振动图像与波的图像的区别：(1)波波的的图图像像和和振振动动

9、图图像像是是根根本本不不同同的的，波波的的图图像像描描述述的的是是介介质质中中的的“各各质质点点”在在“某某一一时时刻刻”离离开开平平衡衡位位置置的的位位移移；而而振振动动图图像像描描述述的的是是“一一个个质质点点”在在“各各个个时时刻刻”离离开开平平衡位置的位移衡位置的位移(2)坐坐标标轴轴所所表表示示的的物物理理量量：波波动动图图像像中中的的横横轴轴x表表示示介介质质中中各各个个振振动动质质点点的的平平衡衡位位置置，纵纵轴轴y表表示示各各个个振振动动质质点点在在某某时时刻刻的的位位移移；振振动动图图像像的的横横轴轴t表表示示一一个个振振动动质质点点振振动动的的时时间，纵轴间，纵轴y表示这个质点振动时各个不同时刻的位移表示这个质点振动时各个不同时刻的位移