物理人教版（2019）选择性必修第一册3.2波的描述（共29张ppt)
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）选择性必修第一册3.2波的描述（共29张ppt) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-30 10:38:50 | ||
图片预览
文档简介
(共29张PPT)
第三章 机械波
第二节 波的描述（第1课时）
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、波的图像
二、波长、频率和波速
三、波的传播方向和质点振动方向的判断
观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，我们能否用图像的方法来描述一列波呢？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
我们可以用照象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，就是该时刻的波的图象。
1、图像建立：
一、波的图像
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波的图象表示法
用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置;
用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
y
位移
x
平衡位置
正方向
负方向
O
1.拍照定格某一时刻绳上横波的照片，记录了绳上各质点在该时刻的具体位置。
2.横波中偏离平衡位置的位移方向向上为正值，则位移向下为负值
从波的图象上可获得的物理信息？
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(1)直接看出该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移。(图线上各点的纵坐标表示的是各质点在该时刻的位移)
从波的图象上可获得的物理信息
(2)直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A,即波动图线上纵坐标最大的绝对值,即A=4cm（简谐横波在传播过程中，各质点的振幅都相同）
(3)可以判断出沿传播方向上各质点在时刻的运动方向、加速度方向
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2、波动和振动的图像的区别：
对这个质点录一段视频。
对所有质点拍一张照片。
振动图像表示一个质点在一段时间内偏离平衡位置的位移规律。
波动图像
振动图像
波动图像表示大量质点在某时刻时偏离平衡位置的位移规律。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
图 象
相同点
1、形状
2、纵坐标
不同点
1、研究对象
2、横坐标表示
3、读出的物理量
X
t
0
振动图象
Y
X
0
波的图象
1、图象形状都是正弦或余弦曲线
2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
某一质点（不同时刻）
一群质点（同一时刻）
横轴表时间
横轴表平衡位置
可直接读出周期
可直接读出波长
3、纵坐标的最大值都表示振幅
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3、正弦波：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.
（介质中各质点都在做简谐运动，且振幅均相同.）
注意：在波的图像中，每一个质点都只在自己的平衡位置附近振动，
而不会随波的传播向远处迁移。
总结：
1.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
2.两个图像判断质点振动方向的方式不同，振动图像可通过下一个极短时间内质点位移的变化来确定质点的振动方向，而波形图则需根据波产生和传播的特点来判断。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
4.波的图像的基本应用：
求波在任意时刻的波形图
（1）描点法
先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。
x/m
y/m
0
1
2
3
4
v
画出再经t=T/4时的波形图
．
P
．
P′
．
Q′
Q
●
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
（2）图象平移法
经过时间 t ，波在传播方向上移动的距离 x,把图象沿传播方向平移 x=v t,即得到相对应的图象．
O
Y
X
波的传播方向
x=v t
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是（ ）
A.甲是振动图像，乙是波的图像
B.甲是波的图像，乙是振动图像
C.甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动
D.甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动
【学以致用】
答案：BD
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
二、波长、频率和波速
1. 波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。符号：λ ，单位：m
“位移总相等” 的含义是“每时每刻位移大小方向都相同”，这两个质点的速度也总是相等的，相位也相同。
相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的；
相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
①. 横波中相邻两个波峰（或波谷）之间的距离等于波长
②.纵波中相邻两个密部（或疏部）之间的距离等于波长
λ
λ
总结：
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2. 周期T、频率 f ：
定义：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）
1.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
2.每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。
3.每经历一个周期，原有的波形图不改变。
注意:
（T=1/f ）
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3. 波速：
两平衡位置间的距离
v
定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
1.波速的大小由介质的性质决定，
同一列波在不同介质中传播速度不同。
2.一列波在同一均匀介质中是匀速传播的
以一个周期计算波速：
注意:
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关
波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。
波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
1．波速v由什么决定？
2．频率f由什么决定？
3．波长λ由什么决定？
【课堂提问】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
答案：C
【学以致用1】
一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1=3λ2，那么这列波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（ ）
A．3:1和1:1 B．1:3和1:1
C．1:1和3:1 D．1:1和1:3
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
(2023·河南郑州市期末)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是（ ）
A.此列波的波长为2.5 m
B.此列波的频率为2 Hz
C.此列波的波速为2.5 m/s
D.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播
答案：D
【学以致用2】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
三、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质点后振动。
方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′
口诀：谁带动向谁动；带哪边传哪边。
P向上运动
P向下运动
波向右传播
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2、同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平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。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3、上下坡法：
沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动；“下坡”的质点向上振动。
y
x
O
传播方向
上坡
下坡
上坡
上坡下
下坡上
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
4、微平移法：在某时刻波形的基础上，作出经微小时间Δt 后的波形，就知道了各质点经过Δt 时间后到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了。
波向前传播，波形也向前平移(质点不随波迁移)
y
x
O
P
Q
传播方向
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(多选)(2023·山东青岛市期末)如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示。则
A.该波向右传播
B.质点B和D的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置
D.此时质点F和H的加速度相同
【学以致用1】
答案：CD
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
(多选)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图像可知( )
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向一y方向运动
C.质点d的振幅是2cm
D.质点a经过T/2通过的路程是4cm,偏离平衡位置的位移大小是4cm
【学以致用2】
答案：AC
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则下列说法正确的是( )
A． 该波的速度为1.6m/s，沿x轴负方向传播
B． 该波的速度为20m/s，沿x轴正方向传播
C． 经过0.2s，质点P沿x轴的正方向迁移了4m
D． 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向
答案：B
【学以致用3】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=1m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）（cm）。则下列说法正确的是（ ）
A.该波的波长为4m，振幅为20cm
B.t=0时，x=2m处的质点具有负向最大加速度
C.该波沿x轴负方向传播
D.这列波的波速为10m/s
【学以致用4】
答案：D
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
波长、频率和波速
波的图像
波的描述
波的传播方向和质点振动方向的判定
意义
横轴
平衡位置
各个质点——某一时刻
物理量
纵轴
偏离平衡位置的位移
正弦波（简谐波）
等振幅
波长λ
频率f（周期T）
与波源的频率（周期）相同
相位总是相同的相邻质点间的距离
波速v
由介质本身决定
带动法
同侧法
上下坡法
微平移法
布置作业
课堂小结
新课导入
知识讲解
随堂练习
随堂练习
布置作业
新课导入
知识讲解
课堂小结
作业布置
第三章 机械波
第二节 波的描述（第1课时）
人教版（2019）选择性必修一
目录
一、波的图像
二、波长、频率和波速
三、波的传播方向和质点振动方向的判断
观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，我们能否用图像的方法来描述一列波呢？如果能，坐标轴表示的是什么物理量？
新课导入
知识讲解
课堂小结
随堂练习
布置作业
我们可以用照象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，就是该时刻的波的图象。
1、图像建立：
一、波的图像
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波的图象表示法
用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置;
用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
y
位移
x
平衡位置
正方向
负方向
O
1.拍照定格某一时刻绳上横波的照片，记录了绳上各质点在该时刻的具体位置。
2.横波中偏离平衡位置的位移方向向上为正值，则位移向下为负值
从波的图象上可获得的物理信息？
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(1)直接看出该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移。(图线上各点的纵坐标表示的是各质点在该时刻的位移)
从波的图象上可获得的物理信息
(2)直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A,即波动图线上纵坐标最大的绝对值,即A=4cm（简谐横波在传播过程中，各质点的振幅都相同）
(3)可以判断出沿传播方向上各质点在时刻的运动方向、加速度方向
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2、波动和振动的图像的区别：
对这个质点录一段视频。
对所有质点拍一张照片。
振动图像表示一个质点在一段时间内偏离平衡位置的位移规律。
波动图像
振动图像
波动图像表示大量质点在某时刻时偏离平衡位置的位移规律。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
图 象
相同点
1、形状
2、纵坐标
不同点
1、研究对象
2、横坐标表示
3、读出的物理量
X
t
0
振动图象
Y
X
0
波的图象
1、图象形状都是正弦或余弦曲线
2、纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
某一质点（不同时刻）
一群质点（同一时刻）
横轴表时间
横轴表平衡位置
可直接读出周期
可直接读出波长
3、纵坐标的最大值都表示振幅
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3、正弦波：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.
（介质中各质点都在做简谐运动，且振幅均相同.）
注意：在波的图像中，每一个质点都只在自己的平衡位置附近振动，
而不会随波的传播向远处迁移。
总结：
1.波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某一质点”在“各个时刻”的位移。
2.两个图像判断质点振动方向的方式不同，振动图像可通过下一个极短时间内质点位移的变化来确定质点的振动方向，而波形图则需根据波产生和传播的特点来判断。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
4.波的图像的基本应用：
求波在任意时刻的波形图
（1）描点法
先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。
x/m
y/m
0
1
2
3
4
v
画出再经t=T/4时的波形图
．
P
．
P′
．
Q′
Q
●
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
（2）图象平移法
经过时间 t ，波在传播方向上移动的距离 x,把图象沿传播方向平移 x=v t,即得到相对应的图象．
O
Y
X
波的传播方向
x=v t
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(多选)根据图甲、乙所示，判断下列说法正确的是（ ）
A.甲是振动图像，乙是波的图像
B.甲是波的图像，乙是振动图像
C.甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动
D.甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动
【学以致用】
答案：BD
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
二、波长、频率和波速
1. 波长：在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。符号：λ ，单位：m
“位移总相等” 的含义是“每时每刻位移大小方向都相同”，这两个质点的速度也总是相等的，相位也相同。
相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的；
相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
①. 横波中相邻两个波峰（或波谷）之间的距离等于波长
②.纵波中相邻两个密部（或疏部）之间的距离等于波长
λ
λ
总结：
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2. 周期T、频率 f ：
定义：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）
1.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
2.每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。
3.每经历一个周期，原有的波形图不改变。
注意:
（T=1/f ）
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3. 波速：
两平衡位置间的距离
v
定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
1.波速的大小由介质的性质决定，
同一列波在不同介质中传播速度不同。
2.一列波在同一均匀介质中是匀速传播的
以一个周期计算波速：
注意:
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关
波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。
波长则决定于v和T。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
1．波速v由什么决定？
2．频率f由什么决定？
3．波长λ由什么决定？
【课堂提问】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
答案：C
【学以致用1】
一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1=3λ2，那么这列波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为（ ）
A．3:1和1:1 B．1:3和1:1
C．1:1和3:1 D．1:1和1:3
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
(2023·河南郑州市期末)一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是（ ）
A.此列波的波长为2.5 m
B.此列波的频率为2 Hz
C.此列波的波速为2.5 m/s
D.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播
答案：D
【学以致用2】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
三、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质点后振动。
方法：在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′
口诀：谁带动向谁动；带哪边传哪边。
P向上运动
P向下运动
波向右传播
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
2、同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平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。
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
3、上下坡法：
沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动；“下坡”的质点向上振动。
y
x
O
传播方向
上坡
下坡
上坡
上坡下
下坡上
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
4、微平移法：在某时刻波形的基础上，作出经微小时间Δt 后的波形，就知道了各质点经过Δt 时间后到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了。
波向前传播，波形也向前平移(质点不随波迁移)
y
x
O
P
Q
传播方向
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
(多选)(2023·山东青岛市期末)如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示。则
A.该波向右传播
B.质点B和D的运动方向相同
C.质点C比质点B先回到平衡位置
D.此时质点F和H的加速度相同
【学以致用1】
答案：CD
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
(多选)如图所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图,由图像可知( )
A.质点b此时位移为零
B.质点b此时向一y方向运动
C.质点d的振幅是2cm
D.质点a经过T/2通过的路程是4cm,偏离平衡位置的位移大小是4cm
【学以致用2】
答案：AC
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则下列说法正确的是( )
A． 该波的速度为1.6m/s，沿x轴负方向传播
B． 该波的速度为20m/s，沿x轴正方向传播
C． 经过0.2s，质点P沿x轴的正方向迁移了4m
D． 经过0.1s，质点Q的运动方向沿y轴正方向
答案：B
【学以致用3】
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示。介质中x=1m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y=10sin（5πt）（cm）。则下列说法正确的是（ ）
A.该波的波长为4m，振幅为20cm
B.t=0时，x=2m处的质点具有负向最大加速度
C.该波沿x轴负方向传播
D.这列波的波速为10m/s
【学以致用4】
答案：D
随堂练习
新课导入
知识讲解
课堂小结
布置作业
波长、频率和波速
波的图像
波的描述
波的传播方向和质点振动方向的判定
意义
横轴
平衡位置
各个质点——某一时刻
物理量
纵轴
偏离平衡位置的位移
正弦波（简谐波）
等振幅
波长λ
频率f（周期T）
与波源的频率（周期）相同
相位总是相同的相邻质点间的距离
波速v
由介质本身决定
带动法
同侧法
上下坡法
微平移法
布置作业
课堂小结
新课导入
知识讲解
随堂练习
随堂练习
布置作业
新课导入
知识讲解
课堂小结
作业布置