高中物理 第十二章 机械波 第2节 波的图像讲义（含解析）新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案VIP专享VIP免费

第2节波的图像1.正弦波在介质中传播时，波所到处的介质质点都做简谐运动。2．波形图表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。3．从波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”。一、波的图像的画法二、正弦波1．概念波的图像是正弦曲线，这样的波称为正弦波，也叫简谐波，如图所示。2．介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做简谐运动。三、振动图像和波的图像1．振动图像表示介质中的“某个质点”在“各个时刻”的位移。2．波的图像表示介质中的“各个质点”在“某个时刻”的位移。1．自主思考——判一判(1)波的图像表示质点在各个不同时刻的位移。(×)(2)只有横波才能画出波的图像。(×)(3)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。(√)(4)简谐波中各质点做的是简谐运动。(√)2．合作探究——议一议如图甲为波的图像，图乙为振动图像，波的图像外形上与振动图像相似，如何辨别它们？提示：可根据图像的横坐标的意义进行区别，若横坐标为时间t，表示振动图像，若横坐标为位置x，表示波的图像。对波的图像的理解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质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。2．由波的图像获得的三点信息(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向。3．波的图像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，则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。经过一个周期，波的图像复原一次。4．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。[典例][多选]如图所示为一弹性绳3s时的波形，有关这列波的说法以下正确的是()A．若波向右传播，则3s时质点P的振动方向向下B．若波向左传播，则3s时质点P的振动方向向下C．若波向右传播，则质点Q的起振方向向下D．若波向左传播，则质点Q的起振方向向上[解析]若波向右传播，根据上下坡法，P点在3s时处于下坡段，故向上振动，A错；若向左传播，P点处于上坡段，要向下振动，B项正确。质点的起振方向跟波的最前沿质点的振动方向相同。当波向右传播时，P点是最前沿，故Q点的起振方向向上，C项错；若波向左传播，M点是最前沿，故Q点的起振方向向上，D项正确。[答案]BD判断质点振动方向与波的传播方向的四种常用方法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．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，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。如图所示。3．同侧法在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向，并在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示。若波向右传播，则P向下运动。4．带动法原理：先振动的质点带动邻近的后振动质点。方法：在质点P与波源之间的图像上靠近P点另找一点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。如图所示。1．[多选]一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示的凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是()A．它们的振幅相同B．其中D、F速度方向相同C．其中A、C速度方向相同D．从此时算起，B比C先回到平衡位置解析：选AD简谐...