第2节3.2 　波的描述前置案

第2节　波的描述前置案
【学习目标】
1．能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义。
2．能判断波的传播方向和质点的振动方向。
【问题导入】
过去我们研究的是单个质点的运动情况，用x-t图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移。而波却是很多质点的运动，在同一时刻各个质点的位移都不尽相同，不方便用x-t 图像来描述。能否用其他的图像来描述波呢？
【知识梳理】
一、波的图象
1．波的图象的作法
(1)建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．
(2)规定正方向：位移的方向向上时y为正值，向下时y为负值．
(3)描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．
(4)连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到了这一时刻横波的图象．
2．简谐波
(1)定义：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
(2)物理意义：波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移。
(3)特点：
①简谐波的图象是正弦曲线，各个质点振动的振幅都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。
②周期性：在波的传播过程中，介质中质点振动一个周期，则波的图象也复原一次，所以波形图的周期等于质点的振动周期。
③传播双向性：波沿x轴传播，有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播。
★辨析：振动图像与波动图像
1．振动图像(x—t图像)
(1)坐标含义：横轴t表示时间，纵轴x表示质点的位移
(2)理解：表示一个质点在各个时刻的位移，随时间推移，原有图象形状不变，只是沿t轴延续(如图所示)。可以理解成单个质点的录像。
2．波动图像(y—x图像)
(1)坐标含义：横轴x表示波线上各质点平衡位置，纵轴y表示各质点相对各自平衡位置的位移。
(2)理解：表示介质中所有质点在某时刻的位移，随时间推移，图象整体沿波的传播方向平移，不同时刻波形不同(如图所示)。可以理解成介质中所有质点的集体抓拍。
二、波的传播方向和质点振动方向的判断
1．带动法：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动，如图所示。
　
2．同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧。如图所示，波向右传播。
【考点研析】
任务一：波的图象的理解
[例1]如图所示为某一时刻简谐横波的图象，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是(　　)
A．此时刻C点振幅为负值
B．此时刻质点B、E的速度相同
C．此时刻质点C、F的加速度、速度都为零
D．此时刻D点正沿y轴负方向运动
任务二：振动图象和波的图象的比较
[例2] (多选)根据下图甲、乙所示，判断下列说法正确的是(　　)
A．甲是振动图象，乙是波动图象
B．甲是波动图象，乙是振动图象
C．甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向下振
D．甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振
任务三：判断质点振动方向与波传播方向
[例3] 下列选项为一列横波在某介质中传播时某一时刻的波形图，已知波的传播方向向右，能正确描述各质点继续振动时运动方向的是(　　)
【答案提示】
[例1] 答案： D
[例2] 答案：BD
[例3] 答案：C