2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第1节波的形成和描述课件(共18张PPT)

(共18张PPT)
波的形成和描述
温故知新
1、产生机械波的条件是什么？
波源/振源 传播介质
一个质点 机械振动
t/s
x/m
5
-5
0
2
4
6
振动图像
振动公式
许多质点的运动
温故知新
2、机械波的特点是什么？
（1）前面的质点带动后面质点振动，后面的质点重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后些 。
（2）介质中各个质点在各自的平衡位置上下往复运动，质点本身并不随波迁移。
（3）介质中各个质点都做受迫振动，其起振方向、周期、频率、振幅都和波源相同。
（4）波向前传播的是振动形式、能量。
（5）机械波在同种介质中是匀速传播的。
（6）振源振动一个周期，波向前传一个完整波形。
波的图像
我们可以用照相机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的
以横波为例研究波的图像
某个时刻
照片
波的图像
y/cm
位移
1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置
2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
x/m
平衡位置
正方向
负方向
0
波的图像
（2）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波
（3）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐振动
Y
位移
X
平衡位置
O
3.这些点的集合就是这一时刻波的图象，有时也称波形图，简称波形。
(x1,y1)
(x2,y2)
(x3,y3)
(x4,y4)
(x5,y5)
(x6,y6)
(x7,y7)
(x8,y8)
(x9,y9)
(x10,y10)
(x11,y11)
(x12,y12)
x1
x2
x3
x4
x5
x6
x7
x8
x9
x10
x11
x12
y1
y2
y3
y4
y5
y10
y9
y7
y8
y11
（1）物理意义：反映介质各个质点某一时刻偏离平衡位置的位移
波的图像的应用
⑴已知波的传播方向判断某质点的振动方向
Y
X
O
A
B
C
D
E
波的传播方向
方法1 带动法：找靠近波源的前一点，上则上，下则下
F
波源
波的图像的应用
⑴确定某质点的振动方向
Y
X
O
A
B
C
D
E
波的传播方向
F
波源
上坡
下坡
上坡
方法2 上下坡法：
上坡下，下坡上
波的图像的应用
例题1：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图。试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向
Y
X
O
波的传播方向
A
B
C
D
V
V
V
V
如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？
波的图像的应用
（2）已知某质点的振动方向判断波的传播方向
例题2、如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振 动方向如图所示。试求这列波的传播方向
Y
X
O
V
答案：向左传播
如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？
波的图像的应用
（3）确定一段时间前后的波形
例题3.波源在O点向右传播的简谐波某时刻的波形图。试画出再经过T/4时的波形图
Y
X/m
O
波的传播方向
1
2
3
4
方法1：描点连线法
方法2：平移法
波的图像的应用
（3）确定一段时间后的波形
例题4.波源在O点向右传播的简谐波某时刻的波形图。
Y
X/m
O
波的传播方向
1
2
3
4
若波传播速度0.5m/s,画出1s后的波形？
波的图像的应用
例5、某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图的实线所示。若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象．
O
Y
X
T/4后的波形图
T/4前的波形图
波的传播方向
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
波的图像和振动图像的区别与联系
确定质点运动方向
形象记忆
图线变化
物理意义
y/m
x/m
x/m
t/s
图线
研究内容
研究对象
波动图象
振动图象
单一振动质点
沿波传播方向的所有质点
一质点的位移随时间的变化规律
某时刻所有质点的空间分布规律
表示各质点在某时刻的位移
表示一个质点在各时刻的位移
随时间推移图象延伸，但已有的图象形状不变
随时间推移图象沿传播方向平移
比喻为一个质点的“录像带”
比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”
根据下一时刻的位移来判断
根据“带动法或上下坡法”判断
最直观的不同：两种图象横坐标不同．
波的图象中横坐标表示各个质点的平衡位置。振动图象中横坐标表示时间．
波的图像和振动图像的区别与联系
例题6、根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是
(　　)
A．甲是振动图象，乙是波形图象
B．甲是波形图象，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
BD
波的图像和振动图像的区别与联系
例题7、一列简谐波在t＝0时刻的波形图如图(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则
(　　)
A．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象
B．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象
C．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象
D．若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象
B
波的图像和振动图像的区别与联系
例题8、介质中坐标原点O处的波源在t＝0时刻开始振动，产生的简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻传到L处，波形如图所示．下列能描述x0处质点的振动的图像是(　　)
C
小结
连接各质点位移坐标的点所得到的平滑曲线就形成了波的图象
波形图象是正弦曲线或余弦曲线的波叫正弦波，也叫简谐波。
1．波的图象如何画出
2．简谐波
3．图象的物理意义
波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的位移。
4．从图象上获取的物理信息及图象的应用
振幅、任一点的位移
已知波的传播方向判断任一点的振动方向
已知质点的振动方向判断波的传播方向
画出一段时间前后的波形
5．振动图象与波动图象的区别