浙江省2018-2019版高中物理 第十二章 机械波 第2课时 波的图象学案 新人教版选修3-4

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1、第2课时　波的图象[研究选考·把握考情]知识内容波的图象考试要求加试b教学要求1.理解波的图象中横轴与纵轴的物理意义2.知道简谐波的图象是正弦曲线，知道波的图象的物理意义3.知道波的图象与振动图象的联系和区别4.能根据波的图象和波的传播方向，判断质点的振动方向5.能根据波的图象中某一质点的振动方向，判断波的传播方向说明不要求掌握振动图象与波的图象之间的相互转换知识点一　横波的图象[基础梳理]1.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。规定位移向上时y取正值，向下时y取负值，在O

2、xy坐标平面内，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象。波的图象有时也称波形图，简称波形。2.如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波。[要点精讲]要点1　由波的图象可获取的信息1.直接读出该时刻各质点的位移，间接判断回复力、加速度情况。2.介质中各质点的振幅。3.已知波的传播方向，可知质点的振动方向。常用方法有：(1)带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。(2)上、下坡法：如图1所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡

3、”的质点向上振动，如A、B、C，简称“上坡下，下坡上”。图1(3)同侧法：如图2所示，质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧。图24.已知质点的振动方向，可知波的传播方向。仍是上述几种方法，只需将判定的程序倒过来。【例1】关于如图3所示的波形图，下列说法中正确的是(　　)图3A.此列波的振幅是0.1mB.x＝15cm处质点的位移是0.1mC.若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向D.质点A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向解析　从波动图象上可以直接读出振幅、各质点离开平衡位置的位移，A

4、正确，B错误；各质点加速度的方向总是指向平衡位置，D正确；由于A、B两质点在此时刻都在同一“坡”上，根据“上、下坡”法可以判断C正确。答案　ACD规律总结　由波的图象可直接看出该时刻沿波的传播方向上各质点的位移和各质点的振幅，可以判断出各质点该时刻的加速度方向。利用波的传播方向判断任一质点的振动方向或利用任一质点的振动方向判断波的传播方向的方法很多，但只要正确理解并掌握其中的一至两种，并能够熟练应用即可。要点2　波的图象的画法1.特殊点法先找出两点(平衡位置和波峰及波谷等特殊点)并确定其运动方向；然后确定经Δt时间内这两点所达到

5、的位置；最后按正弦规律画出新的波形。该法适用于Δt＝n(n＝1，2，3……)的情况。2.波形平移法在已知波的传播速度的情况下，由Δx＝vΔt可得经Δt时间后波向前移动的距离Δx，把图象沿传播方向平移Δx即得到相对应的图象。【例2】(2016·杭州高二检测)一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图4所示，已知波的传播速率是16m/s。图4(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少；(2)画出再经过0.125s时的波形图象。解析　(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移大小是10cm，因此振幅是10cm。(2)再经0.125s

6、波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125m＝2m，所以再经过0.125s后的波形图象如图中的虚线所示。答案　(1)10cm　(2)见解析图知识点二　波形图与振动图象的意义[基础梳理]1.波形图表示介质中“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。[要点精讲]振动图象与波的图象的比较振动图象波的图象图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一

7、时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移显示的主要物理量振幅和周期振幅和波长(下节学)【例3】根据图5甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是(　　)图5A.甲是振动图象，乙是波动图象B.甲是波动图象，乙是振动图象C.甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向下振D.甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振解析　波动图象的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象的横坐标为时间，故A错误，B正确；甲中A质点被其左侧的质点带动向上振，乙中B时刻后位移由零变为负值，故向下振，所以C错误，D正确。答案

8、　BD规律总结　振动图象与波的图象的区别：(1)波的图象和振动图象的本质不同：波的图象描述的是介质中的“各个质点”在“某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图象描述的是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置的位移。(2)坐标轴所表示的物理量不同：波的图象中的横轴x