2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4 ：12.2波的图象 学案word版含答案

2020-2021学年人教版选修3-4 12.2波的图象 学案 一、波的图象的作法┄┄┄┄┄┄┄┄① [注意]　区分波的图象和振动图象 (1)波的图象描绘的是各个质点在同一时刻离开平衡位置的位移。 (2)振动图象描述的是一个质点在不同时刻离开平衡位置的位移。 ①[选一选] [多选]根据甲、乙两图，分别判断它们属于何种图象(　　) A．甲是波的图象 B．甲是振动图象 C．乙是波的图象 D．乙是振动图象 解析：选AD　波的图象的横轴为长度轴，振动图象的横轴为时刻轴，故甲为波的图象，乙为振动图象，A、D正确。 二、波的图象的物理意义及特点┄┄┄┄┄┄┄┄② 1．正弦波：波的图象是正弦曲线的波，也叫简谐波。 2．物理意义 波的图象描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。 3．波的图象特点 [说明] 在简谐波的图象中，除了相位以外，每一个质点的振动规律完全相同。在波的图象中涉及到单个质点的振动问题可利用已有的简谐振动规律作出分析。 ②[选一选] [多选]如图所示是一列简谐横波在某一时刻的图象，A、B、C是介质中的三个质点。已知波是沿x轴正方向传播的，下列说法中正确的是(　　) A．质点A此时刻向y轴负方向振动 B．质点A的振幅为零 C．质点B此刻向y轴正方向振动 D．质点C再经过通过平衡位置 解析：选CD　沿传播方向介质中各质点振动的振幅均为0.4 cm，B错误；波沿x轴正方向传播，质点A此时沿y轴正方向振动，A错误；质点B此时沿y轴正方向振动，C正确；质点C经过t＝时通过平衡位置，D正确。 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”，可借用“定格”这一比喻加深理解。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”。 (2)简谐波的图象是正(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)波的图象的周期性 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，则不同时刻波的图象不同。质点的振动位移做周期性变化，则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．波的图象的画法 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：将原图象沿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。 [典型例题] 例1.在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是(　　) [解析]　根据题图，t＝0时刻，波源经平衡位置向下运动，而波形图中，质点的起振方向均与波源开始振动时的方向相同，A、C错误；由振动图象知，前半个周期振幅较小，故波形图中距波源较远的质点的振幅较小，B错误，D正确。 [答案]　D [点评] (1)本题只是考查了特殊点和特殊时刻，即的整数倍一个周期的情况，根据波的传播方向先确定各特殊质点的振动方向，然后通过描点法作图。 (2)若要描绘的图象不是特殊时刻时，就要用平移法，利用波传播的速度乘以时间来确定平移的距离，之后将有类似的应用。 [即时巩固] 1.一列简谐波在t时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，且波的周期为4 s，在图中分别画出(t＋3) s和(t－3) s两个时刻的波的图象。 解析：波沿x轴正方向传播，且波的周期为4 s，则(t＋3)s时波的图象要向右平移 T，如图 ... ...