高中物理 第12章 2 波的图象学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

2波的图象[学习目标]1.知道波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量.2.知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅、波长、周期等物理量.3.能根据某一时刻波的图象和波的传播方向，画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向．(重点)4.通过对波的图象的意义的了解，培养应用数学工具表达物理关系的能力．一、波的图象1．波的图象的作法(1)建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值．(3)描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．(4)连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到了这一时刻横波的图象．2．横波图象的物理意义：波的图象直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置．3．横波图象的特点：简谐波的波形为正弦曲线．二、振动图象与波动图象的对比1．由波的图象可获取的信息知道了一列波在某时刻的波形图象，如图所示，能从这列波的图象中了解到波的情况主要有以下几点：(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移．图线上各点的纵坐标表示的是各点在该时刻的位移．如图线上的M点的位移是2cm.(2)可以直接看出在波的传播过程中介质中各质点的振幅A，即波的图象上纵坐标最大值的绝对值，图中的振幅A＝4cm.(3)可以判断出沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向．2．振动图象与波动图象的比较振动图象波动图象不同点物理意义表示一质点在各个时刻的位移表示某时刻各个质点的位移图象图象变化随时间延伸随时间推移比喻单人舞的录像抓拍的集体舞照片相同点及联系图象形状正弦曲线可获得的信息质点振动的振幅，位移、加速度的方向联系质点的振动是组成波动的基本要素1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)波的图象描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况．(√)(2)只有横波才能画出波的图象．(×)(3)简谐波中各质点做的是简谐运动．(√)(4)波的图象是质点的运动的轨迹．(×)(5)可以根据波的传播方向确定各质点某时刻的运动方向．(√)2．如图所示为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图象可知()A．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4cmE．质点a再经过偏离平衡位置的位移是4cmACD[由波形知，质点b在平衡位置，所以其位移此时为零，故A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点b′，由图知b′在b上方，所以质点b此时向＋y方向运动，故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，故C正确；再过的时间，质点a将运动到负向最大位移处，路程是4cm，位移是－2cm，故D正确，E错误．]3.如图所示为一列简谐横波在某一时刻的波形图，已知质点A在此时刻的振动方向如图中箭头所示，则以下说法中正确的是()A．波向左传播B．波向右传播C．质点B向上振动D．质点B向下振动E．质点C向上振动ACE[解决该题有许多方法，现用“上下坡”法判断，若波向右传播，则A质点处于下坡，应向上振动，由此可知波向左传播．同理可判断C向上振动，B向上振动．]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，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动．(3)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即图象中的位移正向的最大值，波谷即图象中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．2．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．3．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，也可能沿x轴负向传播，具有双向性．【例1】如图所示为某...