浙江省2018-2019版高中物理 第十二章 機(jī)械波 第2課時(shí) 波的圖象課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、第2課時(shí)波的圖象,研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一橫波的圖象,基 礎(chǔ) 梳 理,1.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_。規(guī)定位移向上時(shí)y取正值，向下時(shí)y取負(fù)值，在Oxy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)，這些點(diǎn)的集合就是這一時(shí)刻波的圖象。波的圖象有時(shí)也稱(chēng)波形圖，簡(jiǎn)稱(chēng)波形。 2.如果波的圖象是_，這樣的波叫做正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波。,平衡位置,位移,正弦曲線(xiàn),要點(diǎn)1由波的圖象可獲取的信息 1.直接讀出該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移，間接判斷回復(fù)力、加速度情況。 2.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振幅。 3.已知波的傳播方向，可知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向

2、。常用方法有： (1)帶動(dòng)法：后面質(zhì)點(diǎn)依次重復(fù)前面質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。 (2)上、下坡法：如圖1所示，沿波的傳播方向，“上坡”的質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，如D、E、F；“下坡”的質(zhì)點(diǎn)向上振動(dòng)，如A、B、C，簡(jiǎn)稱(chēng)“上坡下，下坡上”。,要 點(diǎn) 精 講,圖1,(3)同側(cè)法：如圖2所示，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè)。,圖2,4.已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可知波的傳播方向。 仍是上述幾種方法，只需將判定的程序倒過(guò)來(lái)。,A.此列波的振幅是0.1 m B.x15 cm處質(zhì)點(diǎn)的位移是0.1 m C.若質(zhì)點(diǎn)A的速度沿y軸正方向，則質(zhì)點(diǎn)B的速度亦沿y軸正方向 D.質(zhì)點(diǎn)A的加速度為沿y軸負(fù)方向，而B(niǎo)、C的加速度沿y軸正方向

3、,【例1】 關(guān)于如圖3所示的波形圖，下列說(shuō)法中正確的是(),圖3,解析從波動(dòng)圖象上可以直接讀出振幅、各質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移，A正確，B錯(cuò)誤；各質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是指向平衡位置，D正確；由于A、B兩質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻都在同一“坡”上，根據(jù)“上、下坡”法可以判斷C正確。 答案ACD,規(guī)律總結(jié)由波的圖象可直接看出該時(shí)刻沿波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的位移和各質(zhì)點(diǎn)的振幅，可以判斷出各質(zhì)點(diǎn)該時(shí)刻的加速度方向。利用波的傳播方向判斷任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向或利用任一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向的方法很多，但只要正確理解并掌握其中的一至兩種，并能夠熟練應(yīng)用即可。,2.波形平移法 在已知波的傳播速度的情況下，由xvt可得經(jīng)t時(shí)

4、間后波向前移動(dòng)的距離x，把圖象沿傳播方向平移x即得到相對(duì)應(yīng)的圖象。,要點(diǎn)2波的圖象的畫(huà)法 1.特殊點(diǎn)法 先找出兩點(diǎn)(平衡位置和波峰及波谷等特殊點(diǎn))并確定其運(yùn)動(dòng)方向；然后確定經(jīng)t時(shí)間內(nèi)這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置；最后按正弦規(guī)律畫(huà)出新的波形。,(1)指出這列波中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅是多少； (2)畫(huà)出再經(jīng)過(guò)0.125 s時(shí)的波形圖象。,【例2】 (2016杭州高二檢測(cè))一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時(shí)刻的波形圖象如圖4所示，已知波的傳播速率是16 m/s。,圖4,解析(1)由圖象可以看出，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移大小是10 cm，因此振幅是10 cm。 (2)再經(jīng)0.125 s波形沿x軸正方向移動(dòng)的距離為xvt16

5、0.125 m2 m，所以再經(jīng)過(guò)0.125 s后的波形圖象如圖中的虛線(xiàn)所示。,答案(1)10 cm(2)見(jiàn)解析圖,知識(shí)點(diǎn)二波形圖與振動(dòng)圖象的意義,1.波形圖表示介質(zhì)中“_”在“_”的位移。 2.振動(dòng)圖象表示介質(zhì)中“_”在“_”的位移。,基 礎(chǔ) 梳 理,各個(gè)質(zhì)點(diǎn),某一時(shí)刻,某一質(zhì)點(diǎn),各個(gè)時(shí)刻,要 點(diǎn) 精 講,振動(dòng)圖象與波的圖象的比較,【例3】 根據(jù)圖5甲、乙所示，分別判斷下列說(shuō)法正確的是(),圖5,A.甲是振動(dòng)圖象，乙是波動(dòng)圖象 B.甲是波動(dòng)圖象，乙是振動(dòng)圖象 C.甲中A質(zhì)點(diǎn)向下振，乙中B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向下振 D.甲中A質(zhì)點(diǎn)向上振，乙中B時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向下振,解析波動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)為波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡

6、位置，振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)為時(shí)間，故A錯(cuò)誤，B正確；甲中A質(zhì)點(diǎn)被其左側(cè)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)向上振，乙中B時(shí)刻后位移由零變?yōu)樨?fù)值，故向下振，所以C錯(cuò)誤，D正確。 答案BD,規(guī)律總結(jié)振動(dòng)圖象與波的圖象的區(qū)別： (1)波的圖象和振動(dòng)圖象的本質(zhì)不同：波的圖象描述的是介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“某一時(shí)刻”離開(kāi)平衡位置的位移；而振動(dòng)圖象描述的是“一個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”離開(kāi)平衡位置的位移。 (2)坐標(biāo)軸所表示的物理量不同：波的圖象中的橫軸x表示介質(zhì)中各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱軸y表示各個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻的位移；振動(dòng)圖象的橫軸t表示一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間，縱軸y表示這個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)各個(gè)時(shí)刻的位移。,1.簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如

7、圖6所示，由此圖可知(),A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的 B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的 C.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng) D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng) 答案BD,圖6,2.如圖7所示為一列橫波在某時(shí)刻的波形圖，若此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P正處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，則此時(shí)刻(),A.質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N均處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 B.質(zhì)點(diǎn)Q和質(zhì)點(diǎn)N均處于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 C.質(zhì)點(diǎn)Q處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)N處于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 D.質(zhì)點(diǎn)Q處于加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)N處于減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,圖7,解析質(zhì)點(diǎn)P減速運(yùn)動(dòng)，可知P正沿y軸正方向振動(dòng)，根據(jù)“上下坡法”知，波向右傳播，則Q點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動(dòng)

8、，靠近平衡位置，N點(diǎn)沿y軸負(fù)方向振動(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置，可知Q點(diǎn)沿y軸負(fù)方向加速運(yùn)動(dòng)，N點(diǎn)沿y軸負(fù)方向減速運(yùn)動(dòng)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 答案D,3.一列簡(jiǎn)諧波在t0時(shí)刻的波形圖如圖8(a)所示，圖(b)表示該波傳播的介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象，則(),圖8 A.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應(yīng)為a點(diǎn)的振動(dòng)圖象 B.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應(yīng)為b點(diǎn)的振動(dòng)圖象,C.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應(yīng)為c點(diǎn)的振動(dòng)圖象 D.若波沿x軸正方向傳播，(b)圖應(yīng)為d點(diǎn)的振動(dòng)圖象 解析在題圖(b)中，t0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在平衡位置且向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，若波沿x軸正方向傳播，只有b點(diǎn)滿(mǎn)足此條件，選項(xiàng)B正確。

9、 答案B,4.如圖9所示是一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t0時(shí)刻的波形圖，圖中質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，此波的傳播速度為v4 m/s，則(),圖9 A.此波沿x軸負(fù)方向傳播 B.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期為T(mén)1.0 s C.x1.0 m處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y5cos (4t) cm D.x1.0 m處質(zhì)點(diǎn)在02.5 s內(nèi)通過(guò)的路程為50 cm,解析因質(zhì)點(diǎn)P正沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，由“上下坡法”知波沿x軸正方向傳播，A錯(cuò)誤；由題圖知波長(zhǎng)為4 m，由vT知各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為T(mén)1.0 s，B正確；由題圖知x1.0 m 處質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y5cos(2t) cm，C錯(cuò)誤；t2.5 s2.5T，所以x1.0 m處質(zhì)點(diǎn)在02.5 s內(nèi)通過(guò)的路程為s2.54A50 cm，D正確。 答案 BD,