物理人教版（2019）选择性必修第一册3.2波的描述 课件（共19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 课件（共19张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-08 21:10:25 | ||
图片预览
文档简介
(共19张PPT)
第三章 机械波
3.2 波的描述
情景引入
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。那么该用怎样的图像来描述波呢？我们以横波为例研究波的图像
我们可以用照相机把波的形状摄下来，
波的图形由来
各质点在某时刻的“集体照”
照片反映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。
一、波的图像
Y
位移
（一）波的图象表示法
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
平衡位置
O
波的图象又叫波形图
一、波的图像
波的图象描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移情况。
y/m
x/m
O
（二）波的图象物理意义：
（1）如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫正弦波，也叫简谐波。
（2）波的周期性
（3）波的双向传播性
y/m
x/m
O
介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐运动
如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向或x轴负向传播
一、波的图像
（三）波的图象特点：
一、波的图像
(四)由波的图象上可获得的信息：
A
y /m
x /m
1 2 3 4 5 6 7 8
0
B
0.10
A
V
a
（1）该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移和振幅；
（2）能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；
波的传播方向
质点的振动方向
Y
X
O
波的传播方向
上坡
下坡
上坡
沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动；“下坡”处的质点向上振动，简称“上坡下、下坡上”。
（1）上下坡法
波的传播方向
质点的振动方向
（2）图象平移法
将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定
一、波的图像
(4)由波的图象上可获得的信息：
A
y /m
x /m
1 2 3 4 5 6 7 8
0
B
0.10
A
V
a
（1）该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移和振幅；
（2）能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；
（3）可以画出另一时刻的波形图。
【典例1】、如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求：图中A、B、C、D、E各质点的振动情况
A：振动向下
B：振动向上
C：振动向上
D：振动向下
E：振动向下
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？
【典例2】如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（ ）
A.向右传播，且此时质点B正向上运动
B.向右传播，且此时质点C正向下运动
C.向左传播，且此时质点D正向上运动
D.向左传播，且此时质点E正向下运动
C
【典例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/2时刻的波形曲线为（ ）
A
（六）简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点
1、形状
2、纵坐标
1、研究对象
2、横坐标表示
3、读出的物理量
X
t
0
Y
X
0
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
0
0.2
0.4
0.6
0.8
X/cm
Y/cm
问题1：x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6cm这些质点的振动方向如何
问题2：在这些质点中位移总是相同的是哪些点
问题3 ：相邻的位移总是相同的质点间的水平距离相同吗？
想一想：
二、波长、频率和波速
（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。
1.波长λ：
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。
二、波长、频率和波速
2、周期（T）、频率（f）
(1)定义：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
a.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
b.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。
【典例4】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。
（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
波在时间上和空间上的周期性,造成了重复性,波动问题一般具有多解性。
P
Q
【典例5】如图所示，沿波的传播方向上有两个相距为 1m 的质点 P 和 Q，当 P 达到负最大位移处时, Q 正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少
Q
第三章 机械波
3.2 波的描述
情景引入
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。那么该用怎样的图像来描述波呢？我们以横波为例研究波的图像
我们可以用照相机把波的形状摄下来，
波的图形由来
各质点在某时刻的“集体照”
照片反映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。
一、波的图像
Y
位移
（一）波的图象表示法
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
平衡位置
O
波的图象又叫波形图
一、波的图像
波的图象描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移情况。
y/m
x/m
O
（二）波的图象物理意义：
（1）如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫正弦波，也叫简谐波。
（2）波的周期性
（3）波的双向传播性
y/m
x/m
O
介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐运动
如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向或x轴负向传播
一、波的图像
（三）波的图象特点：
一、波的图像
(四)由波的图象上可获得的信息：
A
y /m
x /m
1 2 3 4 5 6 7 8
0
B
0.10
A
V
a
（1）该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移和振幅；
（2）能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；
波的传播方向
质点的振动方向
Y
X
O
波的传播方向
上坡
下坡
上坡
沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动；“下坡”处的质点向上振动，简称“上坡下、下坡上”。
（1）上下坡法
波的传播方向
质点的振动方向
（2）图象平移法
将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定
一、波的图像
(4)由波的图象上可获得的信息：
A
y /m
x /m
1 2 3 4 5 6 7 8
0
B
0.10
A
V
a
（1）该时刻沿波的传播方向上各个质点的位移和振幅；
（2）能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；
（3）可以画出另一时刻的波形图。
【典例1】、如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求：图中A、B、C、D、E各质点的振动情况
A：振动向下
B：振动向上
C：振动向上
D：振动向下
E：振动向下
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？
【典例2】如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（ ）
A.向右传播，且此时质点B正向上运动
B.向右传播，且此时质点C正向下运动
C.向左传播，且此时质点D正向上运动
D.向左传播，且此时质点E正向下运动
C
【典例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/2时刻的波形曲线为（ ）
A
（六）简谐运动的图象与简谐波的图象的相同点与不同点
1、形状
2、纵坐标
1、研究对象
2、横坐标表示
3、读出的物理量
X
t
0
Y
X
0
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
0
0.2
0.4
0.6
0.8
X/cm
Y/cm
问题1：x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6cm这些质点的振动方向如何
问题2：在这些质点中位移总是相同的是哪些点
问题3 ：相邻的位移总是相同的质点间的水平距离相同吗？
想一想：
二、波长、频率和波速
（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。
1.波长λ：
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。
二、波长、频率和波速
2、周期（T）、频率（f）
(1)定义：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
a.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
b.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。
【典例4】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期 T 大于 0.5 s。
（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
波在时间上和空间上的周期性,造成了重复性,波动问题一般具有多解性。
P
Q
【典例5】如图所示，沿波的传播方向上有两个相距为 1m 的质点 P 和 Q，当 P 达到负最大位移处时, Q 正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少
Q