1、,第十二章 机械波,2波的图象,1.知道图象中纵、横坐标表示的物理量，理解波的图象的物理意义. 2.理解波的图象和振动图象的区别.,学科素养与目标要求,物理观念：,科学思维：,科学探究：,根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能指出图象中各质点在该时刻的振动方向.,通过实验、多媒体动画等手段，在头脑中形成关于波的物理图景，提高抽象思维能力.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.建立坐标系 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的 ，纵坐标y表示某时刻各质点 . 2.描点 把平衡位置位于x1，
2、x2，x3，的质点的位移y1，y2，y3，画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为( )，( )，( )，的点. 3.连线 用一条 的线把各点连接起来就是这时 ，有时也称 ，简称 .,一、波的图象的画法,平衡位置,偏离平衡位置的位移,x1，y1,x2，y2,x3，y3,平滑,波的图象,波形图,波形,二、正弦波,如果波形是正弦曲线，这样的波叫做 ，也叫 .,正弦波,简谐波,1.波形图表示介质中的“各个质点”在 的位移. 2.振动图象表示介质中“某一质点”在 的位移.,三、波形图与振动图象,某一时刻,各个时刻,1.判断下列说法的正误. (1)波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况.() (2
3、)从波的图象可以知道各质点振动的振幅.() (3)在不同时刻波的图象有可能完全相同.() (4)振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状，波的图象的实质是某一时刻各个质点的连线形状.(),即学即用,2.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图如图1所示，由图可知质点的振幅A_ cm，此时质点P的运动方向向_，加速度方向向_，且速度在_(填“增大”“减小”或“不变”)，加速度在_.(填“增大”“减小”或“不变”),图1,增大,10,上,下,减小,重点探究,1.对波的图象的理解 (1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”.可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照
4、”. (2)简谐波的图象是正(余)弦曲线，介质中的质点做简谐运动. 2.由波的图象获得的三点信息 (1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移. (2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A及波长. (3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向.,一、波的图象,3.波的图象的周期性 质点振动的位移做周期性变化，即波的图象也做周期性变化，经过一个周期，波的图象复原一次. 4.波传播方向的双向性 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.,例1(多选)如图2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
5、图象可知 A.质点b此时位移为零 B.质点b此时向y方向运动 C.质点d的振幅是2 cm D.质点a再经过 通过的路程是4 cm，偏离 平衡位置的位移是4 cm,图2,解析由题图波形图知，质点b在平衡位置，所以此时其位移为零，选项A正确； 因波沿x轴正方向传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向y方向运动，选项B错误； 简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，选项C正确； 再经过 的时间，质点a将运动到负向最大位移处，通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是2 cm，选项D错误.,二、质点的振动方向与波传播方向的关系,导学探究,下图
6、是一列向右传播的机械波的图象，请在图上标出各点的运动方向.,答案,已知波的传播方向判断质点振动方向的方法 1.质点带动法 由波的形成原理可知，后振动的质点总是重复先振动质点的运动，已知波的传播方向判断质点振动方向时，可在波源一侧找与该质点距离较近的前一质点，如果前一质点在该质点下方，则该质点将向下运动，反之该质点向上运动. 2.上下坡法 如图3所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点 向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振 动，如A、B、C.,知识深化,图3,3.微平移法 原理：波向前传播，波形也向前平移. 方法：作出经微小时间t后的波形，就知道了各质点经过t时间到达的位置，此刻质点振动方向
7、也就知道了.如图4.,图4,例2简谐横波某时刻的波形图如图5所示.由此可知：,图5,(1)若质点a向下运动，则波向什么方向传播？,答案向左,解析若质点a向下运动，则质点a“上坡”，故波向左传播；,(2)若质点b向上运动，则波向什么方向传播？,(3)若波从右向左传播，则质点c向什么方向运动？,答案向上,解析若波从右向左传播，则质点c“下坡”，故质点c振动方向向上.,答案向右,解析若质点b向上运动，则质点b“下坡”，故波向右传播；,学科素养通过例2系统地讲解了质点振动方向的确定方法.意在考查学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”学科素养.,三、振动图象和波的图象的比较,如图为某
8、一列波在某时刻的波的图象和某质点的振动图象，两图象横坐标和纵坐标分别表示什么意义？两图线的物理意义分别是怎样的？,导学探究,答案波的图象横坐标表示各质点的平衡位置，纵坐标表示某时刻各质点离开平衡位置的位移；而振动图象横坐标表示某质点运动的时间，纵坐标表示该质点在不同时刻离开平衡位置的位移.波的图象表示某时刻各质点的位移；振动图象表示质点的位移随时间变化的规律.,1.振动图象和波的图象的比较,知识深化,2.说明：(1)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同. (2)判断波的图象中质点的振动方向可根据带动法、上下坡法、微平移法；判断振动图象中质点的振动方向根据质点下一时刻的位置.,
9、例3(多选)根据图6甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是 A.甲是振动图象，乙是波的图象 B.甲是波的图象，乙是振动图象 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,图6,解析波的图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象的横坐标为时间，故A错，B对； 题图甲中A质点被其左侧的质点带动向上振动，题图乙中B时刻后位移由零变为负值，故向下振动，故C错，D对.,例4(多选)一列简谐横波在t0时刻的波形图如图7(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
10、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轴负方向传播，(b)图应为c点的振动图象 D.若波沿x轴负方向传播，(b)图应为d点的振动图象,图7,解析在题图(b)的振动图象中，t0时刻质点在平衡位置且向y轴正方向运动，由题图(a)波形图可知若波沿x轴正方向传播，b点的速度方向沿y轴正方向，d点的速度方向沿y轴负方向；若波沿x轴负方向传播，b点的速度方向沿y轴负方向，d点的速度方向沿y轴正方向，B、D正确.,达标检测,1.(波的图象的理解)(多选)如图8所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，传播方向向左，则此时刻有 A.各质点的位移都为5 cm B.x2 m处的质点速度沿y轴
11、正方向 C.x4 m处的质点加速度方向沿y轴正方向 D.x8 m处的质点速度为正的最大值,图8,1,2,3,4,解析从题图波的图象可以看出，选项A错误； 根据波的传播方向和波的图象可以得出，此时刻x2 m处的质点速度方向沿y轴负方向，选项B错误； x4 m处的质点此时处于负向最大位移处，加速度方向沿y轴正方向，选项C正确； x8 m处的质点位于平衡位置，速度方向沿y轴正方向，所以速度为正的最大值，选项D正确.,1,2,3,4,2.(质点的振动方向与波传播方向的关系)(多选)简谐横波某时刻的波形图如图9所示，由此图可知 A.若质点c向下运动，则波是从左向右传播的 B.若质点d向上运动，则波是从左
12、向右传播的 C.若波从右向左传播，则质点a向下运动 D.若波从右向左传播，则质点b向上运动,1,2,3,4,图9,3.(振动图象和波的图象的比较)一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置.某时刻的波形如图10甲所示，此后，若经过 周期开始计时，则图乙描述的可能是 A.a处质点的振动图象 B.b处质点的振动图象 C.c处质点的振动图象 D.d处质点的振动图象,1,2,3,4,解析经 T，a质点振动到波谷，c质点振动到波峰，b质点振动到平衡位置且向下振动，d质点振动到平衡位置且向上振动，故B项正确，A、C、D项错误.,图10,4.(振动图象和波的图象的比较)(2018沈阳东北育才学校高二下学期期中)如图11所示，甲为t1 s时某横波的波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该质点x0.5 m处质点的振动图象可能是,1,2,3,4,图11,