波的图像-课件.ppt

1、类别类别振动振动波动波动研究研究现象现象单个质点单个质点在平衡在平衡位置附近的往复位置附近的往复运动运动介质中介质中大量质点大量质点的的集体振动集体振动力的力的来源来源质点受到指向质点受到指向平平衡位置的回复力衡位置的回复力作用作用介质中相邻质点间介质中相邻质点间相互作用的相互作用的弹力弹力运动运动性质性质质点的振动是质点的振动是变变加速运动加速运动在同一种介质中波在同一种介质中波动的动的传播速度不变传播速度不变联系联系振动是波动的起振动是波动的起因因,有振动不一定有振动不一定有波有波 波动是振动的传播波动是振动的传播有波一定有振动有波一定有振动波动和振动波动和振动一、波的图象一、波的图象1波

2、的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的位移2波的图象也称波形图或波形曲线波的图像波的图像y0 x横坐标横坐标x x表示波在表示波在传播方向上各个质传播方向上各个质点的平衡位置点的平衡位置纵坐标纵坐标y y表示某一表示某一时刻各个质点偏离时刻各个质点偏离平衡位置的位移平衡位置的位移一、波的图象一、波的图象1波的图象是在波的传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻的位移2波的图象也称波形图或波形曲线3简谐波（1）简谐运动在介质中传播形成简谐波.（2）简谐波的图象是正弦曲线（或余弦曲线）.（3）简谐波是一种最基本、最简单的波.y/cmx/m0二、波的图象的物理意义二、波的图象的物理意义

3、1波的图象表示某一时刻各个质点相对于平衡位置的位移.2波的图象（随时间）的变化情况.yx0时刻t的波形时刻t+t的波形v23451B点靠近振源的是B点，所以B点向上运动BBC C点靠近振源的点靠近振源的是是C C点，所以点，所以C C点向上运动点向上运动CC已知波的传播方向，求某一时刻各个质点已知波的传播方向，求某一时刻各个质点的运动方向的运动方向y0 xvA A点靠近振源的点靠近振源的是是A A点，所以点，所以A A点向下运动点向下运动AA三、波的图象三、波的图象的的应用应用(1)特殊点法：在质点P靠近波源一方的图象上另找一点P,若P在P上方,则P向上运动;若P在P下方,则P向下运动上下坡法

4、：按波的传播方向来看,“上坡”的所有质点均向下振动,“下坡”的所有质点均向上振动已知某质点的振动方向也可确定波的传播已知某质点的振动方向也可确定波的传播方向方向 三、波的图象三、波的图象的的应用应用BBCCy0 xvAA已知波的传播方向和波速，根据某一已知波的传播方向和波速，根据某一时刻波的图像求任一时刻波的图像时刻波的图像求任一时刻波的图像vy0 x已知波在已知波在t t时刻的图像时刻的图像则使波的图像沿波的则使波的图像沿波的传播方向移动传播方向移动vtvt的的距离，就得到了距离，就得到了t+tt+t时刻波的图像。时刻波的图像。波在波在t t时刻的图时刻的图像像波在波在t+tt+t时刻的图像

5、时刻的图像vt三、波的图象三、波的图象的的应用应用d点点d d：速度方向向上速度方向向上,加速度方向向上加速度方向向上,做加做加速运动速运动波的图像波的图像y0 xa点a：处于峰值处,偏离平衡位置的位移最大,速度为0,加速度的值最大c点点c c：处于平衡位置处于平衡位置,偏离平衡位置的位偏离平衡位置的位移最小移最小,速度的值最速度的值最大大,加速度为加速度为0 0b点b：速度方向向上,加速度方向向下,做减速运动质点的加速度方向总质点的加速度方向总是指向平衡位置是指向平衡位置三、波的图象三、波的图象的的应用应用Y YX XO O波的传播方向ABCDV VV VV VV V 如果这列波是向左传播的

6、，则这四个质点的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？振动方向又如何？课课 堂堂 练练 习习 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图刻的波形图.试求出波形图上试求出波形图上A A、B B、C C、D D四个质四个质点的振动方向点的振动方向Y YX XO OV V如果这个质点的振动方向向上如果这个质点的振动方向向上如果已知这个质点做减速运动如果已知这个质点做减速运动课课 堂堂 练练 习习 如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，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。试求这列已知图形上某点的振动方向如图所示

7、。试求这列波的传播方向波的传播方向例例6.6.一列横波在某时刻的波形图如图所示。一列横波在某时刻的波形图如图所示。课课 堂堂 练练 习习1.1.若此时刻质点若此时刻质点a a的振动方向向下，则波向什么的振动方向向下，则波向什么方向传播？方向传播？2.2.若波向右传播，此时刻若波向右传播，此时刻b b点向什么方向振动？点向什么方向振动？y/cm0 x/mab振动图象波的图象1.1.两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置两个图象的纵坐标都表示质点偏离平衡位置的位移的位移2.2.振动图象的横坐标表示时间，振动图象的横坐标表示时间，O O点为质点的平点为质点的平衡位置；波的图象的横坐标表示在波的传播方

8、向衡位置；波的图象的横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置上各质点的平衡位置3.3.两种图象的形状都是正弦或余弦曲线两种图象的形状都是正弦或余弦曲线三、振动图象与波的图象的比较三、振动图象与波的图象的比较y0ty0 x机械波多解问题成因分析机械波多解问题成因分析 机械波传播过程中在时间和空间上的周期性、传播方向上的双向性、质点振动方向的不确定性都是形成波动问题多解的主要原因。一、传播方向导致的多解问题一、传播方向导致的多解问题 波源起振后产生的波可以在介质中向四周传播。若题中没有特别注明传播方向，则求解时必须讨论其传播方向，从而导致了波的多解问题 如图所示，绳中有一列正弦横波，沿x轴传播，

9、b是绳上两点，它们在x轴上的距离小于一个波长，当点振动到最高点时，b点恰好经过平衡位置向上运动。试在图上、b之间画出波形图。(1)为波沿x轴传播时的波形(2)为波沿x轴传播时的波形 机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的，但在相隔时间为周期整数倍的不同时刻图象的形状则是相同的。机械波的这种周期性必然导致波的传播距离、时间和速度等物理量有多值与之对应。即三个物理量可分别表示为：snstkTttkTsntsv其中n=0,1,2,3,;k=0,1,2,3,.机械波多解问题中物理量的处理机械波多解问题中物理量的处理 一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示，经0.02s后波形如图中虚线所示，则该波

10、的波速v和频率f可能是()Av5ms Bv45ms Cf50Hz Df375Hz。二、波形周期导致的多解问题二、波形周期导致的多解问题 简谐机械波是周期性的，每经过一个周期波形与原波形重复，从而导致了问题的多解性三、传播时间导致的多解问题三、传播时间导致的多解问题 题目中所给定的时间条件不充分，可能比一个周期长，可能比一个周期短，从而导致了多解问题的出现一列横波在x轴上传播，t10和t20.005s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。（1）求这列波的波速；（2）若波速为6000ms，求波的传播方向。四、质点振动方向导致的多解问题四、质点振动方向导致的多解问题 质点若处在某一位置，则有向上和向下

11、振动两种可能，质点若处在最大位移，则有正向最大位移和负向最大位移两种可能。从而导致了问题的多解性 一列简谐横波向右传播，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示，某时刻P、Q两点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷，则t的可能值有（）A1个B2个C3个 D4个五、波长大小导致的多解问题五、波长大小导致的多解问题 因题中没有给定波长的确切条件，故引起答案的不确定性导致多解问题 如图甲所示，一根张紧的水平弹性长绳上的、b两点，相距14.0m。b点在点右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若点位移达到正向极大时，b点位移恰好为零，且向下运动。经过

12、1.00s后，点位移为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于()。A4.67ms B6ms C10ms D14ms确定质点确定质点运动方向运动方向形象形象记忆记忆图线变化图线变化物理意义物理意义图线图线研究内容研究内容研究对象研究对象波动图象波动图象振动图象振动图象 单一振动质点单一振动质点沿波传播方向的所有质点沿波传播方向的所有质点一质点的位移随时间的一质点的位移随时间的变化规律变化规律某时刻所有质点的空间某时刻所有质点的空间分布规律分布规律表示表示各质点各质点在在某时刻某时刻的位移的位移表示表示一个质点一个质点在在各时刻各时刻的的位移位移随时间推移随时间推移图象延伸图象延伸，但已有的图象形状不变但已有的图象形状不变随时间推移图象沿传播随时间推移图象沿传播方向方向平移平移比喻为一个质点的比喻为一个质点的“录象带录象带”比喻为无数质点某一时刻比喻为无数质点某一时刻拍摄的拍摄的“照片照片”根据下一时刻的位移来判断根据下一时刻的位移来判断 根据根据“质点带动原理质点带动原理”来判来判断断三、振动图象与波的图象的比较三、振动图象与波的图象的比较x/mx/mt/st/s0 0 x/mx/my/my/m0 0