波的圖像(教科版)ppt課件

2.3波的圖像,.,回顧：從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以求哪些物理量?,t/s,x/m,5,-5,0,2,4,6,直接描述量：,振幅A:圖像的峰值.,周期T:相鄰兩個(gè)位移為正的最大值或負(fù)的最大值之間的時(shí)間間隔.,任意時(shí)刻的位移x:對(duì)應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（t，x）,間接描述量,頻率:f=1/T,速度系列：動(dòng)能,位移系列：回復(fù)力、加速度、勢(shì)能,位移系列和速度系列具有互余關(guān)系，此消彼長(zhǎng)。,.,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像直觀地反映了質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，根據(jù)圖像可以看出質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。,如何描述同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移？,機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)里的傳播過(guò)程，從波源開(kāi)始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點(diǎn)先后開(kāi)始振動(dòng)起來(lái)，雖然這些質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動(dòng)。但由于它們振動(dòng)步調(diào)不一致，所以，在某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移各不相同。,.,.,一、波的圖象的物理意義,橫波的圖象就反映了某時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的實(shí)際分布情況。,它反映某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.反映了各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨其平衡位置到原點(diǎn)距離變化的函數(shù)關(guān)系.,若以橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，規(guī)定位移的方向向上為正值，向下為負(fù)值，在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)，描述該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置(x,y)，用平滑曲線將各點(diǎn)連接起來(lái)，就得到這一時(shí)刻橫波的圖像。,.,二、從波的圖象上可獲得哪些信息,直接描述量：,振幅A:圖像的峰值.,波長(zhǎng):相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離.,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移x:對(duì)應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）,通過(guò)波的圖像還能間接描述哪些物理量呢？,.,已知波的傳播方向可求各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。反之亦然。,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后的波形圖,質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程和位移。,可判斷質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度的大小和方向。,（2）間接描述量：,.,三、波的圖象的應(yīng)用,1.波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系。,波的成因法,步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；步驟2：在某質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方（緊挨著P點(diǎn)）圖像上找另外一點(diǎn)P；步驟3：若P在P上方，則P帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng)；若P在P下方，則P帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng),思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，判斷波的傳播方向,前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)延遲振動(dòng),先帶后，后跟前,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳。,.,例1.圖所示為一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖試求出波形圖上A、B、C、D四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.,思考：如果這列波是向左傳播的，則這四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向又如何？,題型1.已知波的傳播方向和波形圖判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。,.,例2.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖，已知圖形上某點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示。試求這列波的傳播方向.,思考1.如果這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向又如何？,題型2.已知波形和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向。,.,波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系。,同側(cè)法：波的傳播方向、質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向在波的同一側(cè)。,.,先找出兩點(diǎn)（平衡位置和波峰及波谷特殊點(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)律畫出新的波形。,特殊點(diǎn)法,2.求波在任意時(shí)刻的波形圖,.,圖象平移法,經(jīng)過(guò)時(shí)間，波在傳播方向移動(dòng)的距離,因此，把圖象沿傳播方向平移即得到相對(duì)應(yīng)的圖象.,機(jī)械波的振動(dòng)狀態(tài)和波形以波速勻速傳播。,2.求波在任意時(shí)刻的波形圖,.,四波的圖象的特點(diǎn),1.各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大位移都相同,2.波的圖像的重復(fù)性，相隔時(shí)間為周期整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻的波形相同,3.波的傳播方向的雙向性,.,五、波的圖象與振動(dòng)圖象的異同,.,比喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”,比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫鏡頭”比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻拍攝的“照片”,t/s,.,橫軸坐標(biāo)的意義不同：波的圖象中橫軸表示各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到原點(diǎn)的距離；振動(dòng)圖象中橫軸表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間,相同點(diǎn),兩者都是按正弦或余弦規(guī)律變化的曲線,振動(dòng)圖像和波的圖像中的縱坐標(biāo)均表示質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移,縱坐標(biāo)的最大值均表示質(zhì)點(diǎn)的振幅.,物理意義不同：波動(dòng)圖像表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置的位移；振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻離開(kāi)平衡位置的位移,最大值間距的含義不同：波的圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于波長(zhǎng)；振動(dòng)圖像中相鄰的最大值之間的間隔等于周期。,不同點(diǎn),.,例.一列波振幅是2cm，頻率是4Hz的簡(jiǎn)諧橫波，以32cm/s的速度沿圖中x軸正方向傳播，在某時(shí)刻x坐標(biāo)為7cm處的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)正好經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，畫出此時(shí)刻的波形圖。,2,-2,解析：,定量確定某一時(shí)刻的波形除已知波的傳播方向和某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向外，還需要知道波的振幅和波長(zhǎng)（四要素定量確定波形）,1、某列波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)的波形圖如圖所示，已知在t=0.6秒時(shí)A點(diǎn)正好第三次出現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到P點(diǎn)所需的時(shí)間為多少？P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間是多少？,課堂練習(xí),周期T=0.3s,波傳到P點(diǎn)的時(shí)間為t1=0.45s,P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為t2=0.675s,2、一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過(guò)t=0.05s后的波形如圖虛線所示。已知t小于一個(gè)周期，則（）A這列波的波長(zhǎng)是4mB這列波的振幅是0.4mC這列波的波速一定是20m/sD這列波的頻率可能是15Hz,AD,課堂練習(xí),3、如圖中的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線。經(jīng)t