高中物理选择性必修一优质课公开课3.3.pptx

3．波的图像;;

课标要求

1.知道波的图像的物理意义．

2．能运用简谐横波(正弦波)的图像描述横波，解决简单的实际问题．

3．通过对波的图像的意义的了解，培养应用数学工具表达物理关系的能力．;思维导图;必备知识·自主学习;一、横波的图像

1．若以横坐标x表示在波的_________上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的________，规定位移方向________为正值，________为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点的位置(x，y)，用平滑曲线把各点连接起来，就得到了这一时刻横波的图像(如图)．

2．波的图像直观地表示了各振动质点在某一时刻的位置，波的图像有时也称为________，简称________．波形图是正弦曲线的波，称为________，又叫一维简谐波．;

[导学1]

波的图像描述了某一时刻沿波的传播方向上各质点离开平衡位置的位移情况，不表示质点的运动轨迹．;二、波的图像与振动图像的比较;;

[导学2]

振动图像描述的是一个质点的位移随时间变化的情况，波的图像描述的是某一时刻沿波的传播方向上各质点离开平衡位置的位移，也可以说是各质点在空间的分布规律．;关键能力·合作探究;探究点一波的图像的理解和应用

导学探究

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．虽然这些质点都在平衡位置附近重复波源的振动，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．如图所示横波的图像可以形象地描述出波的运动情况．

;问题：

(1)在平面直角坐标系中，要画出波的图像，横、纵坐标应分别表示什么物理量？

(2)波的图像表示了怎样的物理意义？

(3)从波的图像上可获取哪些物理信息？;归纳总结

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，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动．

(3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各???点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置．;?;典例示范

例1一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图像如图所示，已知波的传播速度是16m/s.

(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时的波的图像．;解析：(1)由图像可以看出，质点振动的最大位移是10cm.因此，振幅是10cm.(2)经0.125s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125m＝2m．所以，经过0.125s后的波形图像如图中的虚线所示．;?;?;素养训练2如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线和虚线分别表示t1＝0和t2＝0.5s(T＞0.5s)时的波形．下列选项图中能正确反映t3＝7.5s时的波形的是();?;探究点二波的图像和振动图像的综合应用

归纳总结

1.波的图像与振动图像外形上很相似，辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还是位移x.

2．简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同．

3．判断波的图像中质点的运动方向可根据带动法、上下坡法、微平移法；判断振动图像中质点的振动方向根据质点下一时刻的位置．;典例示范

例2(多选)根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是()

A．甲是振动图像，乙是波动图像

B．甲是波动图像，乙是振动图像

C．甲中A质点向下振动，乙中B时刻质点向下振动

D．甲中A质点向上振动，乙中B时刻质点向下振动;

解析：波动图像的横坐标为波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图像的横坐标为时间，A错误，B正确；甲中A质点被其左侧的质点带动向上振动，乙中B时刻后位移由零变为负值，故向下振动，C错误，D正确．;素养训练3图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0.5s时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是()

A.该简谐横波的传播速度为2m/s

B．图乙可能是图甲中P质点的振动图像

C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置

D．从此时刻起，经过4s，P质点运动了1.6m的路程;?;探究点三波的多解问题

归纳总结

1.由于波的传播方向的双向性而导致多解

传播方向的双向性是指波的传播方向不确定．只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能，即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播．

2．由于波的时间周期性而导致多解

波的时间周期性是指每经过一个周期T，同一质点振动状态