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文檔簡介
1、2 波的圖象,1.知道波的圖象,知道橫、縱坐標各表示什么物理量, 知道什么是簡諧波.2.知道什么是波的圖象,能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點 振動的振幅.3.根據(jù)某一時刻的波的圖象和波的傳播方向,能畫出下 一時刻和前一時刻的波的圖象,并能指出圖象中各個 質(zhì)點在該時刻的振動方向.4.了解波的圖象的物理意義,能區(qū)別簡諧波與簡諧運動 兩者的圖象.,(1)建立坐標系:用橫坐標x
2、表示在波傳播方向上各質(zhì)點的_________,縱坐標y表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的_____.(2)選取正方向:選取質(zhì)點振動的某一個方向為__________,x軸一般以___________為正方向.(3)描點:把某一時刻所有質(zhì)點的偏離平衡位置的_____畫在坐標系里.(4)連線:用一條___________把各質(zhì)點位移連接起來就是這時的_________.(如圖12-2-1所示),橫波的圖象波的圖象的建立,平衡位置,位
3、移,y軸正方向,波傳播方向,位移,平滑的曲線,波的圖象,物理意義:表示介質(zhì)中的各個質(zhì)點在某一時刻的位移.如圖12-2-2中,設(shè)波沿x軸的正方向傳播,由波的圖象可獲取的信息:,圖12-2-1,應用,,(1)該時刻各質(zhì)點的_____和_____ .(2)若知道波速的方向,可知各質(zhì)點的_________ .(3)已知該時刻各質(zhì)點的運動方向,可判斷_____________ .(4)已知波速v的大小可求____________.
4、(5)已知波速v的大小和方向,可畫前、后任一時刻的_____ .,圖12-2-2,位移,振幅,振動方向,波的傳播方向,周期(或頻率),圖象,(1)簡諧波的圖象是正弦(或余弦)曲線.(2)形成簡諧波時,波源做簡諧運動,介質(zhì)中各質(zhì)點也都隨著做簡諧運動.(3)簡諧波是一種最基本、最簡單的波,其他的波均可看做是簡諧波合成的.(1)從波的圖象上可直接讀出介質(zhì)質(zhì)點振動的振幅.,一、波的圖象的進一步理解簡諧波,波的圖象中包含的信息,(2
5、)可確定任一質(zhì)點在該時刻的位移的大小和方向.(3)根據(jù)加速度與位移的方向關(guān)系,可確定任一質(zhì)點在該時刻的加速度方向.(4)根據(jù)波的產(chǎn)生特點,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(速度方向),速度大小的變化趨勢,動能大小的變化等,反之亦然.已知波的傳播方向判斷各質(zhì)點振動方向,或反過來已知振動方向判斷波傳播方向方法很多,這里主要介紹三種方法:帶動法、上下坡法和平移法.原理:先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動質(zhì)點.,二、判斷
6、質(zhì)點振動方向或波傳播方向的方法,帶動法,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12-2-3所示.,圖12-2-3,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12-2-4所示.,上下坡法,圖12-2-4,平移法,三、振動圖象和波動圖象的比較,圖12-2-5,續(xù)表,續(xù)表,一列橫波沿直線傳播,某時刻的波形如圖12
7、-2-6所示,此時質(zhì)點A向y軸正方向運動,則此波向________傳播.,【典例1】,質(zhì)點的振動方向與波傳播方向的關(guān)系,圖12-2-6,解析 法一 特殊點法選波峰中心P點作為參考點(一般選波峰的中心或波谷的中心為參考點),從圖甲上可以看出,P已經(jīng)到達波峰的位置,A正在向波峰運動,顯然,質(zhì)點A的運動是滯后的,所以P為前面的質(zhì)點,故P離波源O較近,所以波是向右傳播的.,法二 微振動法或微平移法即假設(shè)各個質(zhì)點同時發(fā)生一個微小時間的振動或波
8、發(fā)生一微小平移.本題是由某質(zhì)點的振動來判斷波的傳播方向,故采用微振動法.設(shè)A發(fā)生一微小振動,運動到A′點,同理在波的圖象上取一些點B、C、D,讓它們發(fā)生一微小振動,分別運動到B′、C′、D′點,將A′、B′、C′、D′定性地用虛線連好并延伸,如圖乙所示,可見波是向右傳播的.答案 沿x軸正方向借題發(fā)揮 (1)在利用特殊點法由質(zhì)點振動方向確定波傳播方向的時候,參考點與被判點一定要在同一“坡”上.(2)在利用微平移法的時候,重在“微”字
9、,Δt一定要短,Δx一定要小,兩圖象能分開即可.,如圖12-2-7所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,已知質(zhì)點A在此時刻的振動方向如圖中箭頭所示,則以下說法中正確的是 ( ).,【變式1】,圖12-2-7,A.波向左傳播,質(zhì)點B向下振動,質(zhì)點C 向上振動B.波向右傳播,質(zhì)點B向上振動,質(zhì)點C向下振動C.波向左傳播,質(zhì)點B向上振動,質(zhì)點C向上振動D.波向右傳播,質(zhì)點B向下振動,質(zhì)點C向下振動
10、解析 解決該題有許多方法,現(xiàn)用“上下波”法判斷,若波向右傳播,則A質(zhì)點處于下坡,應向上振動.由此可知波向左傳播.同理可判斷C向上振動,B向上振動,故C正確.答案 C,如圖12-2-8甲所示中的y-x圖線表示一列簡諧波在沿x軸方向傳播時的波形圖,若以圖12-2-8甲所示情況為計時起點,那么y-t圖線應表示的是 ( ).,波動圖象與振動圖象的關(guān)系,【典例2】,圖12-2-8,A.當這列波沿x軸正方向傳播時,是表示a質(zhì)點的振動圖象
11、 B.當這列波沿x軸負方向傳播時,是表示a質(zhì)點的振動圖象C.當這列波沿x軸正方向傳播時,是表示b質(zhì)點的振動圖象D.當這列波沿x軸負方向傳播時,是表示b質(zhì)點的振動圖象解析 根據(jù)波的傳播方向,確定質(zhì)點的振動方向,進而畫出該點的振動圖象.如果這列波沿x軸正向傳播,a點應向上運動,b點應向下運動,這樣振動圖象表示的是a點;如果這列波沿x軸負向傳播,a點向下運動、b點向上運動,振動圖象表示的是b點,故A、D正確.答案 AD,借題發(fā)揮 振
12、動圖象與波的圖象的區(qū)別:①波的圖象和振動圖象是根本不同的,波的圖象描述的是介質(zhì)中的“各質(zhì)點”在“某一時刻”離開平衡位置的位移;而振動圖象描述的是“一個質(zhì)點”在“各個時刻”離開平衡位置的位移.②坐標軸所表示的物理量:波動圖象中的橫軸x表示介質(zhì)中各個振動質(zhì)點的平衡位置,縱軸y表示各個振動質(zhì)點在某時刻的位移;振動圖象的橫軸t表示一個振動質(zhì)點振動的時間,縱軸y表示這個質(zhì)點振動時各個不同時刻的位移.,一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,圖12-2-
13、9甲是t=1 s時的波形圖,圖12-2-9乙是波的某振動質(zhì)點位移隨時間變化的振動圖線(兩圖用同一時間起點),則圖12-2-9乙可能是圖12-2-9甲中哪個質(zhì)點的振動圖線 ( ).,【變式2】,圖12-2-9,A.x=0處的質(zhì)點 B.x=1 m處的質(zhì)點C.x=2 m處的質(zhì)點 D.x=3 m處的質(zhì)點解析 當t=1 s時,由圖乙振動圖線可知,質(zhì)點在t=1 s在平衡位置,正要沿y軸負方向運動,由圖甲波動圖線沿x軸負方向傳
14、播判斷x=0點在平衡位置正沿y軸負方向運動,所以選項A正確.答案 A,【典例3】,波的圖象的畫法,圖12-2-10,借題發(fā)揮 本題我們采用了“平移法”,在已知波速的情況下,由公式Δx=vΔt可得經(jīng)Δt時間后波向前移動的距離Δx,把波形平移Δx即可得Δt時間后的波形圖,注意,當Δx=kλ+Δx0時,只需將波形沿波的傳播方向平移Δx0即可得Δt時間后的波形圖,這就是所謂的“去整留零平移法”.當然也可以采用“特殊點法”.,如圖12-2-11
15、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=0.5 s(T>0.5 s)時的波形.能正確反映t3=7.5 s時波形的是圖 ( ).,【變式3】,圖12-2-11,答案 D,關(guān)于如圖12-2-12所示的波形圖,下列說法中正確的是 ( ).A.此列波的振幅是0.1 mB.x=15 cm處質(zhì)點的位移是0.1 mC.若質(zhì)點A的速度沿y軸正方向,則 質(zhì)點B的速度亦沿y軸正方向,質(zhì)點的振動方
16、向與波傳播方向的關(guān)系,圖12-2-12,D.質(zhì)點A的加速度為沿y軸負方向,而B、C的加速度沿y 軸正方向,1.,答案 ACD,取向上為質(zhì)點振動的正方向,得到如圖12-2-13所示的兩個圖象,則圖線上A、B兩點的運動方向是 ( ).,波動圖象與振動圖象的關(guān)系,圖12-2-13,A.A點向下 B.A點向上 C.B點向下 D.B點向上,2.,解析 甲圖表示的是波的圖象,由于波沿x軸負方向傳播,所以圖中
17、質(zhì)點A的振動方向向下.A正確,B錯誤;乙圖表示的是振動圖象,在圖中B所對應的時刻質(zhì)點應當向下運動(因為下一時刻位移為負值),C正確,D錯誤.答案 AC,3.一列沿x軸正方向傳播的橫波在某一時刻的波形圖象如圖12-2-14所示,已知波的傳播速度是16 m/s.(1)指出這列波中質(zhì)點振動的振幅是多少.(2)畫出再經(jīng)過0.125 s時的波形圖象.,波的圖象的畫法,圖12-2-14,解析 通過圖象讀出振動的最大位移——振幅,利用波傳
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