人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优秀课件.ppt

3.2 波的描述,在此输入您的封面副标题,【复习回顾】,1.图线的x、y轴(横、纵坐标)分别表示什么物理量？,3.曲线是不是质点的运动轨迹？质点做的是什么运动？,2.图象的物理意义是什么？,质点做简谐运动时各个时刻对平衡位置的位移，随时间变化的函数关系。,它不是质点运动的轨迹.质点只是在平衡位置的两侧来回做简谐运动,其轨迹是直线。而图线是正弦或余弦曲线.,横轴(x轴)表示时间（t）,纵轴(y轴)表示质点相对平衡位置位移（x）.,看图先看坐标轴(自变量和因变量）,关于简谐运动的图像,注意图像与物理过程的对应。,因变量随自变量变化的函数关系,4.从简谐运动图象可以求哪些物理量?,直接描述量：,振幅A,周期T,任意时刻的位移x,间接描述量,频率:f=1/T,回复力 加速度 势能 动能,简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质点在任意时刻的位移。,如何描述同一时刻各质点的位移？,机械波是机械振动在介质里的传播过程，从波源开始，随着波的传播，介质中的大量质点先后开始振动起来，虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一致，所以，在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。,一、波的图像,我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。,一、波的图像,1、定义：如果波源做简谐运动，各介质也跟着做 简谐运动，所形成的波叫做简谐波2、图象：正弦曲线（或余弦曲线）.3、简谐波是一种最基本、最简单的波.4、波的图像的物理意义：反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移.,注意：在波的图像中，每一个质点都只在自己的平衡位置附近振动，而不会随波的传播向远处迁移。,5、从波的图象上可获得哪些信息,各个质点的位移x:对应于图像上某一点的坐标（y，x）,振幅A:图像的峰值.,波长:相邻两个波峰或波谷之间的距离.,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,二、波的图像的应用,1.波的传播方向和质点的振动方向之间的关系。,波的成因法,步骤1：明确波的传播方向，确定波源方位；步骤2：在某质点P靠近波源一方（紧挨着P点）图像上找另外一点P；步骤3：若P在P上方，则P带动P向上运动；若P在P下方，则P带动P向下运动,思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向,前一质点依次带动后一质点延迟振动,微平移法.做出经微小时间后的波形,就知道了各质点经过t时间达到的位置,运动方向就可确定.,v,思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,二、波的图像的应用,上下坡法。将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看，“上坡路段”上的各质点都向下振动，“下坡路段”上的各质点都向上振动简称“上坡下，下坡上”,下坡上,上坡下,上坡下,思考：如果已知P点的振动方向向下，判断波的传播方向,P,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,两种题型,【已知波的传播方向判断质点的振动方向】例1.图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向.,v,v,v,v,思考：如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？,【已知质点的振动方向判断波的传播方向】例2.如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向.,思考1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？2.如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,（1）特殊点法：先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。,2.求波在任意时刻的波形图,二、波的图像的应用,（2）图象平移法：经过时间t，波在传播方向移动的距离x=vt,因此，把图象沿传播方向平移x即得到相对应的图象.,机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,例3.某一简谐横波在t0时刻的波形图如图的实线所示若波向右传播，画出T/4后和5T/4前两个时刻的波的图象,T/4后的波形图,5T/4前的波形图,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,直接描述量：,振幅A:图像的峰值.,波长:相邻两个波峰或波谷之间的距离.,各个质点的位移x:对应于图像上某一点的坐标（y，x）,间接描述量,已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。反之亦然。,经过一段时间后的波形图,质点在一段时间内通过的路程和位移。,可判断质点的位移、速度、加速度的大小和方向。,二、波的图像的应用从波的图象上可获得的信息,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,人教版高二物理选择性必修第一册波的描述优质课件,横轴坐标的意义不同：波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置到原点的距离；振动图象中横轴表示该质点振动的时间,1.相同点,两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线,振动图像和波的图像中的纵坐标均表示质点离开平衡位置的位移,纵坐标的最大值均表示质点的振幅.,物理意义不同：波动图像表示某一时刻各个质点离开平衡位置的位移；振动图象描述的是某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移,最大值间距的含义不同：波的图像中相邻的最大值之间的间隔等于波长；振动图像中相邻的最大值之间的间隔等于周期。,2.不同点,三、波的图象与振动图象的异同,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),比喻为一质点的“传记记录卡”比喻为一个质点的“录象带”,比喻为无数质点某一时刻的“特写镜头”比喻为无数质点某一时刻拍摄的“照片”,振动图像与波动图像的对比,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),一、波长（）,1、定义:沿波的传播方向，任意两个相邻的同相振动的质点间的距离，叫做波长，常用表示。,质点1和质点13的振动状态保持一致或者同相,四、波长、频率和波速,波 长,注意观察：在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点？,（1）这两点对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同。,（2）这两点速度大小和方向总保持相同。,所以：这两点振动步调总保持相同。,在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点：,波长的另一定义：两个相邻的，在振动过程中位移总是相等的质点间的距离叫做波长,振幅：在波动中，若不考虑阻力，各质点离开平衡位置的最大距离都相等，都等于振源的振幅，称为波的振幅。振幅越大，振动的能量越大，机械波传递的能量也越大。,四、波长、频率和波速,波 长,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),四、波长、频率和波速,波 长,(4)相隔/2的两个质点的步调总是相反,(3)相隔的两个质点的步调总是相同,相隔整数倍的两个质点的步调总是相同,相隔/2的奇数倍两个质点的步调总是相反,2、拓展:,3、实际应用:,在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长.在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)之间的距离等于波长,(1)“位移总相等”的含义是“每时每刻都相等”,(2)位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),四、波长、频率和波速,频 率,1、定义：介质中各质点振动的频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），我们把这个频率（周期）叫做波的频率（周期）。频率通常用字母f表示，单位是Hz 周期通常用字母T表示，单位是s,周 期,2、几点说明,(1)波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。,(2)每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。,(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变。,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),四、波长、频率和波速,波 速,波以一定的速度（波速v）向前传播。在单位时间内某一波峰或波谷（疏部和密部）向前移动的距离，等于波速。,+t时刻的波形,1、定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。,3、几点说明,(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的,(3)要区分波速与质点振动速度的含义,(1)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。,2、物理意义:反映振动在介质中传播的快慢程度.,(1)波速等于波长和频率的乘积.,(2)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立。,(3)区分波速和振动速度。,四、波长、频率和波速,关 系,波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关,波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。,波长则决定于波速和频率。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，频率不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当频率发生变化，波长也发生变化。,波速由什么决定？,频率由什么决定？,波长由什么决定？,对波的图象的三点说明(1)在某一时刻各质点的位移不同，但各质点的振幅是相同的(2)每一质点的振动规律相同，只是后一质点比前一质点振动得晚(3)某时刻波的图象与经过一段时间后波的图象十分相似，不同的是波的图象沿波的传播方向又延伸了一段距离而已,判断振动与波动关系的两点注意(1)在利用带动法由波传播方向确定质点振动方向时，参考点与被判点一定要在同一坡上(2)在利用微平移法的时候，重在“微”字，t一定要短，x一定要小,知识点三|波长、频率和波速,【判断正误】1两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长()2两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长()3不同频率的波在同一种介质中传播，波速不同(),6关于波的周期下列说法中正确的是()A质点的振动周期就是波的周期B波的周期是由波源驱动力的周期决定的C波的周期与形成波的介质的密度有关D经历整数个周期波形图重复出现，只是波形向前移动了一段距离E经历整数个周期波形图重复出现，质点向沿波传播的方向前进整数个波长的距离,答案：ABD,知识点三|波长、频率和波速,7关于波长的下列说法中正确的是()A机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C在波形图上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长E波长是波的空间周期性的体现,答案：ACE,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),波长的三种确定方法(1)根据定义确定：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波在一个周期内传播的距离等于一个波长(2)根据波的图象确定：在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长(3)根据公式vT来确定当从一种介质进入到另一种介质，T不变，v变化，波长也随之变化,人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),人教版（2019）高二物理选择性必修第一册 3.2波的描述 课件(共27张PPT),