3.2 波的描述 课件 (共28张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(共28张PPT)
3.2 波的描述
物理人教版（新教材）选择性必修第一册
Y
一、波的图象
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
正方向
负方向
X
平衡位置0
波的图象有时也称波形图.简称波形
1.正弦波:波的图象是正弦曲线，也叫简谐波。
注意：介质中有正弦波传播时,介质的质点在做简谐振动
简谐波是一种最基本、最简单的波
一、波的图象
1.正弦波:波的图象是正弦曲线，也叫简谐波。
2.波动与振动图像
①波动图像反映介质中各质点某一时刻偏离平衡位置的位移，
对横波而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。
②振动图像反映某个质点不同时刻偏离平衡位置的位移
图象上的点并不表示做简谐运动的质点在空间的实际位置。
例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
波传播方向
A
B
C
D
V
V
V
V
上坡下振，下坡上振
变式1：如图所示为一简谐运动的振动图像，试求出振动图像上A、B、C、D四个时刻的振动方向
x
t
O
A
B
C
D
V
V
V
V
波动图看前一个质点。振动图像看下一个时刻
例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
变式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A在做减速运动。试求这列波的传播方向？
Y
X
O
A
答案：向右传播
波的传播方向，质点的振动方向以及波形图三者相互关联。知二，可求其三。
例3：如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图，试画出再经过T/4、3T/4和5T/4时的波形图
Y
X
O
波传播方向
T/4
题型二：求波在任意时刻的波形图
变式3：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。试画出再经过T/4、3T/4和5T/4时的波形图
Y
X
O
V
T/4
波长
变式4.如图所示，实线为简谐波在时刻t的图像，虚线为简谐波经Δt时间后的图像。则下列说法中正确的是(　　)
A．这列简谐波一定沿x轴正向传播
B．这列简谐波一定沿x轴负向传播
C．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置
D．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a2位置
D
1.定义: 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。
2.几点说明
(1)“位移总相等” 的含义是“每时每刻都相等”
(2)位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的，相位也相同
二、波长
(4)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。
(3)在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
三、周期（T）、频率（f）
1、波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）
2、几点说明
(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)每经历一个周期的时间，当前的波形图与原有的波形图相同。
1、单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
3、几点说明
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的
(3)要区分波速与质点振动速度的含义
四、波速（v）
(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、物理意义：反映振动在介质中传播的快慢程度.
五、波长、周期（或频率）和波速的关系
波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立
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．波速由什么决定？
2．频率由什么决定？
3．波长由什么决定？
1．一列沿x轴正向传播，周期为2.0s的简谐横波，某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则（　　）
A．此刻质点a的振幅最大
B．经过2s质点b沿x轴正向移动8m
C．此刻质点c的振动方向为y轴正方向
D．经过0.50s，机械波沿x轴传播距离为2m
D
练习
2．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形，图中A、B、C、D四个质点的位移大小相等．关于这列波的描述，下列说法正确的是（　　）
A．C比D先回到平衡位置
B．波源起振方向向上
C．A、B两点速度相同
D．B、C两点加速度相同
A
3．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T，波长为λ。若在x=0处质点的振动图象如图所示，则该波在t=T/4时刻的波形曲线为（ ）
D
4．一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
C
5．下表给出30℃时，声波在不同介质中的传播速度．当声波由空气进入铜中时，下列说法正确的是（　　）
A．频率增大，波长不变
B．频率不变，波长增大
C．频率和波长都不变
D．频率和波长都变大
B
6．质点O振动形成的简谐横波沿x轴方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，在x=4m处的质点P的振动图象如图乙所示，则（　　）
A．该波的频率为0.25Hz
B．该波的传播速度为200m/s
C．该波沿x轴负向传播
D．经过0.1s质点P沿x轴负向传播20m
BC
7．如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，P是参与波动的、离原点x1=2m处的质点，Q是参与波动的、离原点x2=4m处的质点.图乙是在波的传播方向上某质点的振动图象（波的传播方向上所有质点的计时起点相同）.由图可知（ ）
A．从t=0到t=6s，质点Q通过的路程为12m
B．从t=0到t=6s，质点P通过的路程为0.6m
C．这列波的传播速度为v0=2m/s
D．从t=0起，P质点比质点Q晚1s到达波峰
BCD
8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形图如图所示。已知波速为0.4m/s，且波刚传到c点。下列选项中说法错误的是（ ）
A．波源的振动周期为0.4s
B．t=0时，质点c沿y轴正方向运动
C．质点a比质点b先回到平衡位置
D．t=0.1s时，质点a的加速度比质点b的加速度小
AC
9．一列沿着x轴负方向传播的简谐横波，在t=0时刻的波形如图甲所示，图甲中某质点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（　 　）
A．图乙表示质点L的振动图像
B．该波的波速为0.5m/s
C．t=8s时质点M的位移为0
D．在4s内K质点所经过的路程为3.2 m
BD
10．三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则（　 　）
A．B波的波长最大
B．A波的振动频率最大
C．A、B、C三列波的传播速度相等
D．C与A、B的材料一定不同
ABD
11．两列波速相同的简谐横波在同一介质中沿x轴相向传播，实线波的频率为3Hz，振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm。t=0时，两列波在如图所示区域内相遇，则（　　）
A．两列波在相遇区域内会发生干涉现象
B．实线波和虚线波的频率之比为3：2
C．实线波和虚线波的波长之比为3：2
D．t=1/6s时，x=9cm的质点实际振动方向向上
BD
12．对机械波的相关公式v=λf，下列说法正确的是（　　）
A．v=λf适用于一切波
B．由v=λf知，f增大，则波速也增大
C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f
D．由v=λf知，波长为2m的声波是波长为4m的声波传播速度的1/2
AC