中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理选择性必修一素养提升学案 第三章 机械波 3. 2 波的描述 【核心素养目标】 物理观念 知道波长、频率和波速的概念及物理意义。 科学思维 通过对波动图像的观察，能区分波动图像和振动图像。 科学态度与责任 借助有关描述波的物理量结合生活实际，培养学习兴趣。 【知识点探究】 知识点一 波的图像 1．图像的建立 如图所示，用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，在xOy平面上，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)…的点，这些点的集合就是这一时刻波的图像。 2．简谐波 波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也称为简谐波。简谐波在传播时，介质中各质点在做简谐运动。 【温馨提示】波的图像不是质点的运动轨迹。 (1)波的图像描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况。 (√) (2)简谐波中各质点做的是简谐运动。 (√) (3)可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向。 (√) 知识点二 波长、频率和波速 1．波长 (1)定义 在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用λ表示。 (2)特征 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，两个相邻疏部或两个相邻密部之间的距离等于波长。 【特别提醒】：“相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键，二者缺一不可。 2．周期、频率 (1)规律 在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率。 (2)决定因素 波的周期或频率由波源的周期或频率决定。 (3)时空的对应性 经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 3．波速 (1)定义：波速是指波在介质中传播的速度。 (2)公式：v＝＝λf。 (3)决定因素 机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速不同。 【关键点拨】 (1)横波中相邻两个波峰之间的距离，纵波中相邻两密部中央之间的距离都是一个波长。 (×) (2)波在同一种均匀介质中匀速传播，波由一种介质进入另一种介质，频率不变，波速和波长都要改变。 (3)波的传播速度由介质决定。 (4)在一个周期内，振动质点走过的路程等于4个振幅。 【考点探究】 考点1 波的图像的理解及应用 机械波是机械振动在介质中的传播过程，从波源开始，随着波的传播，振动由近及远地传播。如图所示横波的图像可以形象地描述出波的运动情况。 1 在平面直角坐标系中，要画出波的图像，横、纵坐标应分别表示什么物理量？ 2 波的图像表示了怎样的物理意义？ 提示： 1 横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 2 波的图像表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置的位移的空间分布情况。 1．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。 2．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。 (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。 3．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。 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。 【典例1】 如图所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波动图像。图中有A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点，下列说法错误的是( ) A．A、C、E、F、H具有相同的位移 B．A、C ... ...
