高中物理 第十二章 机械波 第二节 波的图像课件 新人教版选修34

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(2)波的图象的周期性：在波的传播过程中，各质点都在 各自的平衡位置附近振动，不同时刻，质点的位移不同，则不 同时刻，波的图象不同．质点振动位移做周期性变化，则波的 图象也做周期性变化，经过一个周期，波的图象重复一次．
(3)波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图 象中波可能沿x轴正向或x轴负向传播．
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巩固练习2 在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动其振动图 象如图所示，质点A振动的周期是________s；t＝8 s时，质点 A的运动方向沿y轴________方向(填“正”或“负”)．
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解析 由题图可知，质点A振动的周期为4 s，t＝0时振源 的起振方向沿y轴正方向位于平衡位置，经过两个周期，即t＝ 8 s时质点A在平衡位置沿y轴正方向振动．
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二、波的图象的特点 1．波的图象也称波形图，简称波形，如果波形是正弦曲 线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波． 2．介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动． 三、波的图象与振动图象的意义 1．波的图象表示介质中的“各个质点”在“某一时刻” 的位移． 2．振动图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的 位移．
P1(P2)位置经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的
运动方向了．(如图所示)
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典例分析
举一反三 触类旁通
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一、对波的图象的认识
【例1】 (多选题)如图所示，画出了一列向右传播的简 谐横波在某时刻的波形，由图象可知( )
A．质点b的位移为零
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二、波的传播方向和质点运动方向的判断方法 已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播 方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的 形成与传播的特点，常用方法有： 1．上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运 动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下、下坡上”(如图 所示)与质点振动方向之所以能相互判定， 其理论依据是波传播是一种运动形式(振动)，给出波的传播方 向，我们就能判定下一时刻任一质点的位置，从而判定质点的 运动方向．反之如要已知某时刻介质中某质点的运动方向，就 能判定这列波应该怎样传播，此题如果波向右传播，由右行波 右向上，左向下可知图中a、b质点向上运动c、d质点向下运 动，故D选项正确，C选项错误；如果已知a质点向下运动，它 在波峰的右侧，左行波，左向上，右向下，故波应向左传播， 故选项A错误，选项B正确．
答案(dáàn) BD
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二、波的图象和振动图象的区别 【例2】 (多选题)一列简谐波某时刻的波形如图①所 示，如图②所示是该波传播时介质中某质点此后一段时间内的 振动图象，则( )
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A．若波沿x轴正方向传播，振动图象为a点的振动图象 B．若波沿x轴正方向传播，振动图象为b点的振动图象 C．若波沿x轴负方向传播，振动图象为c点的振动图象 D．若波沿x轴负方向传播，振动图象为d点的振动图象
第二节 波的图象
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课标解读
明确要求 把握方向 学业有成
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1．理解波的图象的物理意义． 2．知道振动图象和波的图象的区别． 3．掌握波的图象的简单应用.
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教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
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一、波的图象的作法 1．建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点 的平衡位置，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位 移． 2．选取正方向：选取质点振动的某一个方向为y轴正方 向，x轴一般向右为正． 3．描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里． 4．连线：用一条平滑的线把诸点连接起来就是这时的波 的图象．
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3．比较
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特别提醒 对波的图象特点的理解 (1)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时 刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值， 波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质 点在图象中也恰处于平衡位置．
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知识图解
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教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
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一、振动图象与波的图象比较 振动图象和波的图象从图形上看好像没有什么区别，但 实际上它们有本质的区别． 1．物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的 位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移． 2．图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时 间；波的图象的横坐标表示距离．
B．质点b此时向y轴负方向运动 C．质点d的振幅是2 cm D．质点a经过T2通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移 是4 cm
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【解析】 由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移为
零，选项A正确．因波向右传播，右行波，右向上，所以b质
点此时向y轴正方向运动，选项B错误；简谐波传播过程中，
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【解析】 由振动图象可知该质点在起始时刻位于平衡位 置，并向上运动，故可知质点可能为b点或d点；若波沿x轴正 向传播，由“右行波，右向上，左行波，左向上”可知，B、 D选项正确．
【答案(dáàn)】 BD
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名师点拨 波的图象表示某一时刻介质中不同质点相对平 衡位置的位移.而振动图象表示振子在不同时刻位移的变化情 况，所以根据振动图象可判断质点的振动方向，结合波的图 象，可确定波的传播方向.
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四、波的图象的应用
如图所示，为某波在某时刻的波形图，由此图可以获知： (1)该时刻各质点的位移及振幅． (2)该波的波长．
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(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方 向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向．
(4)已知该波的波速v的大小和方向，可画出前、后一段时 间Δt时的波形图.
介质中各质点振幅相同，所以d质点的振幅是2 cm，选项C正
确；再过
T 2
的时间a质点将运动到负向最大位移处，它偏离平
衡位置的位移为－2 cm，故选项D错误．
【答案(dáàn)】 AC
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巩固练习1 (多选题)简谐横波某时刻的波形图线如图所 示，由图可知( )
A．若质点a向下运动，则波是从左向右传播的 B．若质点b向上运动，则波是从左向右传播的 C．若波从右向左传播，则质点c向下运动 D．若波从右向左传播，则质点d向上运动
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2．同侧法：在波的图象上的某一点，沿y轴方向画出一个 箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴方向画一个箭 头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如 图所示)．
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3．微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微
小时间Δt
π Δt<4
后的波形如虚线所示．由图可见t时刻的质点由
【解析】 题中没有明确波的传播方向，所以波的速度方 向是不确定的，可能沿x轴正向，也可能沿x轴负向，故选项A 错误；无论波沿什么方向传播．a、b两质点的运动方向一定相 反，故B选项正确，当然C、D选项也是正确的．
【答案(dáàn)】 BCD
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答案 4 正
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三、综合、创新与拓展
【例3】 (多选题)如图所示是一列简谐波某时刻的波的 图象，下列说法正确的是( )
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A．波一定沿x轴正方向传播 B．a、b两点振动速度方向相反 C．质点a此时的速度方向可能沿y轴正向 D．质点b此时的速度方向可能沿y轴正向
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