2019_2020学年高考物理主题2第II部分机械波2波的图象学案（必修1）

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1、2　波的图象[学科素养与目标要求]　物理观念：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.科学思维：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.科学探究：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.一、波的图象的画法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平衡位置，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移.2.描点把平衡位置位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，

2、得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点.3.连线用一条平滑的线把各点连接起来就是这时波的图象，有时也称波形图，简称波形.二、正弦波如果波形是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波.三、波形图与振动图象1.波形图表示介质中的“各个质点”在某一时刻的位移.2.振动图象表示介质中“某一质点”在各个时刻的位移.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)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)

3、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.(　×　)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答案　10　上　下　减小　增大一、波的图象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

4、有质点拍摄下的“集体照”.(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.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

5、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，由图象可知(　　)图2A.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2cmD.质点a再经过通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4cm答案　AC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2cm，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

6、的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是－2cm，选项D错误.二、质点的振动方向与波传播方向的关系下图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.图3

7、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Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，此刻质点振动方向也就知道了.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？(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　(1)向左　(2)向右　(3)向上解析　(1)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，则质点b“下坡”，故波向右传播；(3)若波从右向左传播，则质

8、点c“下坡”，故质点c振动方向向上.[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”的学科素养.三、振动图象和波的图象的比较如图为某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