高二物理：12.2波的圖象課件（新人教選修3-4）

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歡迎進入物理課堂 第二節(jié)波的圖象 課前自主學(xué)案 核心要點突破 課堂互動講練 課標(biāo)定位 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第二節(jié)波的圖象 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 理解波的圖象的物理意義 2 能根據(jù)波的圖象進行有關(guān)判斷 以及根據(jù)有關(guān)信息畫出波的圖象 重點難點 1 利用波的圖象和波的傳播方向 確定各質(zhì)點的振動方向 從而判定質(zhì)點的振動速度 回復(fù)力 動能及勢能情況 2 理解和區(qū)別波的圖象與振動圖象 課前自主學(xué)案 一 波的圖象1 波的圖象的作法 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)點的 縱坐標(biāo)y表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的 2 正方向的選取 一般規(guī)定 在橫波中 位移 時y取正值 時y取負(fù)值 平衡位置 位移 向上 向下 3 描點 把平衡時位于x1 x2 x3 的質(zhì)點的位移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 4 連線 用一條平滑的線把 3 中的諸點連接起來 或說 3 中無窮多點的集合 就是這時的 波的圖象 2 波的圖象也稱 簡稱 3 簡諧波 如果波的圖象是正弦曲線 這樣的波叫 也叫 這一稱呼是我們今后更常見的一種說法 當(dāng)介質(zhì)中有這樣的波傳播時 波所到之處的介質(zhì)質(zhì)點在做 波形圖 波形 正弦波 簡諧波 簡諧運動 二 波的圖象與振動圖象的比較簡諧波的圖象與簡諧運動的圖象都是 曲線 但它們又有著諸多本質(zhì)的區(qū)別 具體如下 1 描述對象 1 振動圖象 2 波的圖象 波傳播方向上的 正弦 某個質(zhì)點 各個質(zhì)點 2 坐標(biāo)軸意義 1 振動圖象橫軸 縱軸 質(zhì)點位移 2 波的圖象橫軸 波線上各質(zhì)點的 縱軸 各質(zhì)點對平衡位置的 振動到該點所用的時間 平衡位置 位移 3 物理意義 1 振動圖象 表示介質(zhì)中 在 的位移變化 可聯(lián)想 錄像機 2 波的圖象 表示介質(zhì)中 在 的位移 一個振動質(zhì)點 一段時間內(nèi) 各個質(zhì)點 某一時刻 核心要點突破 一 振動圖象和波的圖象的異同 特別提醒 1 注意研究對象的區(qū)別 2 理解波動中質(zhì)點的振動 3 形象記憶 振動圖象是 個人錄像 而波的圖象則是 集體照 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 1 關(guān)于振動圖象和波的圖象 以下說法正確的是 A 波的圖象反映出很多質(zhì)點在同一時刻的位移B 通過波的圖象可以找出任一質(zhì)點在任一時刻的位移C 振動圖象的橫軸是時間軸D 兩種圖象y軸都表示質(zhì)點離開平衡位置的位移 解析 選ACD 波的圖象記錄的是大量質(zhì)點在某一時刻離開平衡位置的位移 不能讀出任一質(zhì)點在任一時刻的位移 B錯 依據(jù)振動圖象和波的圖象的畫法可知A C D正確 二 振動方向與波傳播方向的關(guān)系質(zhì)點振動方向與波的傳播方向間存在著必然的聯(lián)系 若已知波的傳播方向 便知波源的方位 任給一質(zhì)點 我們均可判定它跟隨哪些質(zhì)點振動 便知道它的振動方向 反之亦然 1 若已知波的傳播方向 可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向 并判斷位移 加速度 速度 動能的變化 常用方法 1 上下坡法沿波的傳播方向看 上坡 的點向下運動 下坡 的點向上運動 簡稱 上坡下 下坡上 如圖12 2 1 圖12 2 1 2 帶動法原理 先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動的質(zhì)點 方法 在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點P 若P 在P上方 則P向上運動 若P 在P下方 則P向下運動 如圖12 2 2 圖12 2 2 3 微平移法原理 波向前傳播 波形也向前平移 方法 作出經(jīng)微小時間 t后的波形 就知道了各質(zhì)點經(jīng)過 t時間到達(dá)的位置 此刻質(zhì)點振動方向也就知道了 如圖12 2 3 圖12 2 3 4 同側(cè)法質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè) 如圖12 2 4所示 若波向右傳播 則P向下運動 圖12 2 4 2 由質(zhì)點振動方向確定波的傳播方向仍是上述幾種方法 只需將判定的程序倒過來 反其道行之 即可 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 2 如圖12 2 5中正確的波形圖是 解析 選BC 根據(jù) 坡形 法 凡是在 上坡 區(qū)的必向下運動 下坡 區(qū)的必向上運動 故B C正確 圖12 2 5 2 平移法先求出在 t時間內(nèi)波傳播距離 x v t v為波速 再將原波形沿波傳播方向平移 x 若要畫t t時刻的波形圖 則需逆波傳播方向平移 x 然后將新波形 修補 使原有波形的區(qū)間充滿波形 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 3 如圖12 2 6所示 一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播 實線和虛線分別表示t1 0和t2 0 5s T 0 5s 時的波形 能正確反映t3 7 5s時波形的是圖 圖12 2 6 圖12 2 7 課堂互動講練 簡諧橫波某時刻的波形圖線如圖12 2 8所示 由此圖可知 圖12 2 8 A 若質(zhì)點a向下運動 則波是從左向右傳播的B 若質(zhì)點b向上運動 則波是從左向右傳播的C 若波從右向左傳播 則質(zhì)點c向下運動D 若波從右向左傳播 則質(zhì)點d向上運動 精講精析 由 帶動法 可知 若a向下運動 則a是由其右側(cè)鄰近質(zhì)點帶動的 波源位于右側(cè) 波向左傳播 故A錯 同理 B正確 若波從右向左傳播 則c d質(zhì)點均應(yīng)由其右側(cè)鄰近質(zhì)點帶動 其右側(cè)質(zhì)點位于c d上方 所以c d均向上運動 故C項錯誤 D正確 答案 BD 方法總結(jié) 本題考查波的傳播方向與質(zhì)點振動方向之間的相互關(guān)系 判定的方法有多種 常用的有 上下坡法 帶動法 等 變式訓(xùn)練1如圖12 2 9所示是一列簡諧波某一時刻波的圖象 下列說法正確的是 A 波一定沿x軸正方向傳播B a b兩個質(zhì)點的振動速度方向相反C 若a點此時的速度方向沿y軸正方向 那么波的傳播方向是沿x軸的正方向D 若波沿x軸的負(fù)方向傳播 則b質(zhì)點的振動速度方向是沿y軸的負(fù)方向 圖12 2 9 解析 選BC x軸是表示在波傳播方向上的一系列質(zhì)點的平衡位置 但x軸指向不表示波的傳播方向 故A錯 根據(jù) 上下坡 法 無論波向左傳播還是向右傳播 a b都處于不同 坡區(qū) 即當(dāng)a處于下坡路時 b處于上坡路 所以兩者振動速度方向相反 故B正確 同理可判斷C正確 D錯誤 圖12 2 10 思路點撥 正確解答本題的關(guān)鍵有以下三點 1 理解波的圖象的物理意義 2 掌握已知某一時刻波的圖象 確定質(zhì)點運動方向的方法 3 理解波的傳播可看成是波形的傳播 不能誤認(rèn)為是質(zhì)點的平移 答案 AC 方法總結(jié) 在簡諧波的圖象中 每一個質(zhì)點的振動規(guī)律同單個質(zhì)點的簡諧運動規(guī)律是完全相同的 因此波的圖象中 牽涉到單個質(zhì)點的振動問題可利用已有的振動規(guī)律作出判斷 如圖12 2 11所示 甲為一列簡諧橫波在t 0 10s時刻的波形圖 P是平衡位置為x 1m處的質(zhì)點 Q是平衡位置為x 4m處的質(zhì)點 圖乙為質(zhì)點O的振動圖象 則 圖12 2 11 A t 0 15s時 質(zhì)點Q的加速度達(dá)到正向最大B t 0 15s時 質(zhì)點P的運動方向沿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P通過的路程為30cm 精講精析 由質(zhì)點Q的振動圖象可知 t 0 15s時 Q正處于最低點 加速度達(dá)到正向最大 選項A對 t 0 10s時 Q正處于平衡位置向下運動 答案 AB 變式訓(xùn)練2 2011年高考重慶理綜卷 介質(zhì)中坐標(biāo)原點O處的波源在t 0時刻開始振動 產(chǎn)生的簡諧波沿x軸正向傳播 t0時刻傳到L處 波形如圖12 2 12所示 下列能描述x0處質(zhì)點振動的圖象是 圖12 2 12 解析 選C 因波沿x軸正向傳播 由 上下坡法 可知t t0時L處的質(zhì)點振動方向向下 可知x0處的起振方向向下 故A B兩項均錯 還可判斷x0處的質(zhì)點振動方向也向下 故C項正確 D項錯誤 圖12 2 13 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