高中物理教科版選修3-4課件：第2章第3節(jié)《波的圖像》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第3節(jié)波的圖像 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解波的圖像的物理意義 2 能根據(jù)波的圖像進(jìn)行有關(guān)判斷 以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖像 重點(diǎn)難點(diǎn) 1 根據(jù)波的圖像信息分析各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況 2 理解和區(qū)分波的圖像和振動(dòng)圖像 第3節(jié) 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 課前自主學(xué)案 課標(biāo)定位 課前自主學(xué)案 一 橫波的圖像1 波的圖像的作法 1 建立坐標(biāo)系 用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的 縱坐標(biāo)y表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的 2 正方向的選取 一般規(guī)定 在橫波中 位移 y取正值 時(shí)y取負(fù)值 3 描點(diǎn) 把平衡時(shí)位于x1 x2 x3 的質(zhì)點(diǎn)的位移y1 y2 y3 畫在xOy坐標(biāo)平面內(nèi) 得到一系列坐標(biāo)為 x1 y1 x2 y2 x3 y3 的點(diǎn) 平衡位置 位移 向上 向下 4 連線 用一條平滑的線把 3 中的諸點(diǎn)連接起來 或說 3 中無窮多點(diǎn)的集合 就是這時(shí)的 2 波的圖像也稱 簡稱 波形圖是正弦曲線的波 又稱為 二 波的圖像與振動(dòng)圖像的比較簡諧波的圖像與簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像都是 曲線 但它們又有著諸多本質(zhì)的區(qū)別 具體如下 1 描述對(duì)象 1 振動(dòng)圖像 2 波的圖像 波傳播方向上的 波的圖像 波形圖 波形 正弦波 正弦 某個(gè)質(zhì)點(diǎn) 各個(gè)質(zhì)點(diǎn) 2 坐標(biāo)軸意義 1 振動(dòng)圖像橫軸 振動(dòng)到該點(diǎn)所用的 縱軸 質(zhì)點(diǎn)位移 2 波的圖像橫軸 波線上各質(zhì)點(diǎn)的 縱軸 各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的 時(shí)間 平衡位置 位移 核心要點(diǎn)突破 一 對(duì)波的圖像的認(rèn)識(shí)1 波的圖像的特點(diǎn) 1 波的圖像并不是波實(shí)際運(yùn)動(dòng)的波形圖 但某時(shí)刻橫波的圖像形狀與波在該時(shí)刻的實(shí)際波形很相似 波形中的波峰對(duì)應(yīng)波的圖像中的位移正向最大值 波谷對(duì)應(yīng)圖像中位移負(fù)向最大值 波形中的平衡位置也對(duì)應(yīng)圖像中的平衡位置 2 簡諧波的圖像是正 余 弦曲線 是最簡單的一種波 各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同 3 波的周期性在波的傳播過程中 各質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng) 不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移不同 則不同時(shí)刻 波的圖像不同 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)位移做周期性變化 則波的圖像也做周期性變化 經(jīng)過一個(gè)周期 波的圖像復(fù)原一次 4 波的傳播方向的雙向性如果只知道波沿x軸傳播 則有可能沿x軸正向 也有可能沿x軸負(fù)向 2 波的圖像的應(yīng)用根據(jù)機(jī)械波的傳播規(guī)律 利用該圖像可以得出以下的判定 1 介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振幅A 波長 兩相鄰波峰或波谷之間的距離 以及該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移和加速度的方向 2 根據(jù)波的傳播方向 畫出在 t前或后的波形圖像 3 根據(jù)某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 4 根據(jù)波的傳播方向 確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 5 根據(jù)周期 確定波的傳播速度 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 在均勻介質(zhì)中 各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置在同一直線上 相鄰兩質(zhì)點(diǎn)的距離均為s 如圖2 3 1甲所示 振動(dòng)從質(zhì)點(diǎn)1開始向右傳播 質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向向上 經(jīng)過時(shí)間t 前13個(gè)質(zhì)點(diǎn)第一次形成如圖乙所示的波形 關(guān)于這列波的周期和波速有如下說法 其中正確的是 圖2 3 1 A 這列波的周期T 2t 3B 這列波的周期T t 2C 這列波的傳播速度v 12s tD 這列波的傳播速度v 16s t 二 波的圖像與振動(dòng)圖像的區(qū)別與聯(lián)系 2 如圖2 3 2所示 根據(jù)甲 乙兩圖 分別判斷它們屬于何種圖像 圖2 3 2 A 甲是振動(dòng)圖像 乙是波的圖像B 甲是波的圖像 乙是振動(dòng)圖像C 都是波的圖像D 都是振動(dòng)圖像解析 選A 波的圖像的橫坐標(biāo)為在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置 振動(dòng)圖像的橫坐標(biāo)為時(shí)間 課堂互動(dòng)講練 2011年四川高二檢測 如圖2 3 3所示為一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波 實(shí)線為t 0時(shí)刻的波形圖 虛線為t 0 6s時(shí)的波形圖 波的周期T 0 6s 則 圖2 3 3 A 波的周期為2 4sB 在t 0 9s時(shí) P點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)C 經(jīng)過0 4s P點(diǎn)經(jīng)過的路程為4mD 在t 0 5s時(shí) Q點(diǎn)到達(dá)波峰位置 精講精析 波向x軸負(fù)向傳播 T 0 6s 由波形圖可知 x 時(shí)間t 0 6s T T 0 8s A錯(cuò) t 0 9s T 0 1s P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B錯(cuò) 經(jīng)0 4s P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期 經(jīng)過的路程為0 4m C錯(cuò) t 0 x 10m處質(zhì)點(diǎn)處在波峰 經(jīng)0 5s 波峰向左傳 x 5m 故D正確 答案 D 方法總結(jié) 在簡諧波的圖像中 每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律同單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律是完全相同的 因此波的圖像中 牽涉到單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)問題可利用已有的振動(dòng)規(guī)律作出判斷 2011年浙江高二檢測 如圖2 3 4所示 甲為一列簡諧橫波在t 0 10s時(shí)刻的波形圖 P是平衡位置為x 1m處的質(zhì)點(diǎn) Q是平衡位置為x 4m處的質(zhì)點(diǎn) 圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像 則 圖2 3 4 A t 0 15s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大B t 0 15s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向C 從t 0 10s到t 0 25s 該波沿x軸正方向傳播了6mD 從t 0 10s到t 0 25s 質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm 自主解答 由質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像可知 t 0 15s時(shí) Q正處于最低點(diǎn) 加速度達(dá)到正向最大 選項(xiàng)A對(duì) t 0 10s時(shí) Q正處于平衡位置向下運(yùn)動(dòng) 故波是向左傳播的 所以t 0 15s時(shí) 質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向 選項(xiàng)B對(duì) 答案 AB 方法總結(jié) 1 波的圖像與振動(dòng)圖像外形上很相似 辨別它們時(shí)要看圖像的橫坐標(biāo)是時(shí)間t還是位移x 2 簡諧波中的所有質(zhì)點(diǎn)都做簡諧運(yùn)動(dòng) 它們的振幅 周期均相同 3 求解兩種圖像結(jié)合問題的技巧是要從一種圖像中找到某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)信息 再根據(jù)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)信息 題設(shè)條件和相應(yīng)的物理規(guī)律推知另一種圖像及相關(guān)情況 知能優(yōu)化訓(xùn)練 本部分內(nèi)容講解結(jié)束 點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄 按ESC鍵退出全屏播放 謝謝使用 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全