第3节 波的图像 核心素养导学 物理观念 (1)认识横波的图像。 (2)学会波的图像的描绘方法。 科学思维 (1)通过“比较法”认识波的图像和振动图像。 (2)学会应用波的图像分析问题。 科学态度与责任 学会应用波的图像分析解决实际问题。 一、横波的图像 1.波的图像的画法 建立坐标系 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 选取正方向 选取质点偏离平衡位置的位移向上为y轴 方向,x轴一般向右为正方向 描点 把某一时刻所有质点的 画在坐标系里 连线 用一条 的曲线把坐标系中各质点的位移坐标点连接起来 2.正弦波 (1)概念:波的图像是 ,这样的波称为正弦波,也叫简谐波,如图所示。 (2)介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做 运动。 [微点拨] 波动图像和振动图像都是正弦函数,但其横坐标的物理意义不同,注意区分。 二、波的图像与振动图像的比较 1.物理意义方面的比较 (1)图像研究内容不同,波的图像对应某一时刻在介质中 相对于平衡位置的位移,振动图像对应 各时刻相对于平衡位置的位移。 (2)图像形状 ,都是正弦(或余弦)曲线。 (3)横坐标、纵坐标表示的物理量 。 (4)波的图像能直观地确定 ,振动图像能直观地确定 。 2.能量变化的区别 (1)振动图像能表示出一个质点动能和势能的 且转化过程中机械能守恒。 (2)波的图像不同质点的动能和势能之和 ,表示能量最大或最小位置发生移动,能量由波源 。 1.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某一时刻的图像,请画出再经过T后的波的图像。(T为波源的振动周期) 2.一列波的图像如图甲所示,其中某一点的振动图像如图乙所示。 (1)如何区分波的图像与振动图像。 (2)两种图像纵坐标的最大值相同吗 新知学习(一)|波的图像的理解和应用 [任务驱动] 一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波的图像如图所示,已知波的传播速度是16 m/s。 (1)这列波中质点振动的振幅是多少 (2)画出再经过0.125 s时的波的图像。 [重点释解] 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下的“集体照”。 (2)简谐波的图像是正(余)弦曲线,是最简单的一种波,各个质点振动的最大位移都相等,即振幅相等,振动的能量相同。 (3)波的图像的周期性 在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻质点的位移不同,则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化,则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)波的传播方向的双向性 如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正向传播,也有可能沿x轴负向传播,具有双向性。 2.波的图像的画法 根据某时刻的波形图画出另一时刻波形图的方法。 (1)特殊点法:取正弦波上的五个特殊点(三个平衡位置点,一个波峰点,一个波谷点),先根据波传播的方向确定它们的振动方向,再判断Δt后各点运动到什么位置,最后连成曲线,即为另一时刻的波形图。适用于Δt=n·的情形。 (2)平移法:将原图像沿x轴方向即波传播的方向平移。根据波速和给定的时间,利用Δx=vΔt,求出沿波的传播方向上移动的位移,将波进行平移。 [典例体验] [典例] 一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度v=10 m/s,t=0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,下列图形中哪个是t=0.6 s时的波形 ( ) 听课记录: /方法技巧/ 波长的三种确定方法 (1)根据定义确定: ①在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。 ②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。 (2)根据波的图像确定: ①在波的图像 ... ...
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