3.2机械波的描述（课件）(共37张PPT) 高二物理（沪科版2020上海选择性必修第一册）

(课件网) 第三章 机械波 3.2机械波的描述 1.理解波的图像的物理意义. 2.理解波的图像和振动图像的区别. 3.掌握波长、频率和波速的关系，并会进行有关计算. 【学习目标】 导入新课 前面，我们研究简谐运动的情况，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。能否用其他的图像来描述波呢？我们以横波为例研究波的图像。 一、波的图像 1.波的图像的画法 (1)建立坐标系，描点 用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的　　　　，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的　　.得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点. (2)连线 用一条　　的曲线把各点连接起来就是这一时刻　　图像，有时也称___ 　　. 平衡位置 位移 平滑 波的 波 形图 2.正弦波(简谐波) (1)如果波的图像是　　　　，这样的波叫作正弦波，也叫　　　. (2)简谐波中各质点的振动是　　　　. 3.波形图与振动图像 (1)波形图表示介质中的“各个质点”在　　　　的位移. (2)振动图像表示介质中“某一质点”在　　　　的位移. 正弦曲线 简谐波 简谐运动 某一时刻 各个时刻 3.对波的图像的理解 (1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”.可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”. (2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，介质中的质点做简谐运动. 4.由波的图像获得的三点信息 (1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点偏离平衡位置的位移. (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. 5.波的图像的周期性 质点振动的位移做周期性变化，即波的图像也做周期性变化，经过一个周期，波的图像复原一次. 例1　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－y方向运动 C.质点d的振幅是4 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大小是4 cm √ 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错误； 再经过 的时间，质点a将运动到负的最大位移处，通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移大小是2 cm，选项D错误. 1.在某一时刻各个质点的位移不同，但各个质点的振幅是相同的. 2.简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的周期均相同. 归纳总结 质点振动方向与波传播方向的关系 1.带动法：后面质点依次重复前面质点的振动. 2.上下坡法：沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”(如图所示). 3.同侧法：在波的图像上的某一点，沿y轴方向画出一个箭头表示质点运动方向，并设想在同一点沿x轴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(如图所示). 4.微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt 后的波形如虚线所示，由图可见t时刻的质点P1(P2)经Δt后运动到P1′(P2′)处，这样就可以判断质点的运动方向了. 例2　如图所示为一列简谐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B比质点C先回到平衡位置 D.此时质点F和H的加速度相同 √ 二、波长、频率和波速 1.波长λ (1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是　　 的 ... ...