高中物理 第十二章 机械波 第2节 波的图象学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理学案VIP专享VIP免费

第2节波的图象1．知道波的图象中横、纵坐标表示的物理量，理解波的图象的物理意义，并能区分波的图象与振动图象。2．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。一、波的图象1．图象的建立(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)选取正方向：一般规定，在横波中，位移□向上时y取正值，□向下时y取负值。(3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里。(4)连线：用一条□平滑曲线把各质点位移连接起来就是这时的□波的图象。(如图所示)2．波的图象也称□波形图，简称□波形，如果波形是正弦曲线，这样的波叫□正弦波，也叫□简谐波。介质中有正弦波传播时，介质的质点做□简谐运动。二、两种图象的物理意义1．波的图象：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。判一判(1)在波的图象中，质点总是向着平衡位置运动。()(2)波只会沿横轴正方向传播。()(3)在波的传播方向上，各质点的起振方向相同。()提示：(1)×(2)×(3)√想一想波形图与振动图象在坐标轴的设置上有何不同？提示：波形图的横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，振动图象横坐标t表示质点振动的时间。课堂任务波的图象的理解及应用1．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)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，波形中的波峰即为图象中的位移正向最大值，波谷即为图象中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰好处于平衡位置。(3)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，波的图象重复一次。(4)波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x轴正向或x轴负向传播。2．由波的图象可获取的信息如果已知一列波某时刻波形如图所示，那么我们从波的图象中可以获取的信息有以下几点：(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各质点的振幅A，即波动图线上纵坐标最大值的绝对值，如图中波的振幅为A＝4cm。(3)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化。常用方法：①上、下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图所示。②带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动的质点。方法：如图所示，在质点P靠近波源一方附近的图象上另找一点P′，若P′在P上方，则P向上运动，若P′在P下方，则P向下运动。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，如图虚线所示，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，图中P点振动方向向下。④同侧法质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧，如图所示，若波向右传播，则P向下运动。⑤头头(尾尾)相对法在波形图的波峰(或波谷)上画出一个箭头表示波的传播方向，并在波峰(或波谷)两边波形上分别画出两个箭头表示质点运动方向。那么这三个箭头总是头头相对，尾尾相对(如图所示)。注意：a.利用质点带动法由波传播方向确定质点振动方向的时候，参考点P′与被判定点P一定要在同一坡上。b．在利用微平移法的时候，重点在微字，Δt一定要短，Δx一定要小，两图象能分开即可。(4)若已知质点的运动方向，也可判断出波的传播方向，仍采用上述方法，只需将判定的程序倒过来，“反其道行之”即可。例1(多选)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4cm，偏离平衡位...