第三章

機械波第二節(jié)

波的描述（第1課時）人教版（2019）選擇性必修一目錄一、波的圖像二、波長、頻率和波速三、波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的判斷觀察水波，可以看出波在空間、時間上具有周期性，我們能否用圖像的方法來描述一列波呢？如果能，坐標(biāo)軸表示的是什么物理量？新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)隨堂練習(xí)布置作業(yè)我們可以用照象機把波的形狀攝下來，就是按下快門瞬間各個質(zhì)點離開各自平衡位置時的情形。我們就把這些質(zhì)點連成曲線，就是該時刻的波的圖象。1、圖像建立：一、波的圖像新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)波的圖象表示法用橫坐標(biāo)表示在波傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置;用縱坐標(biāo)表示某時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移y位移x平衡位置正方向負方向O1.拍照定格某一時刻繩上橫波的照片，記錄了繩上各質(zhì)點在該時刻的具體位置。2.橫波中偏離平衡位置的位移方向向上為正值，則位移向下為負值從波的圖象上可獲得的物理信息？新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)(1)直接看出該時刻沿波的傳播方向上各個質(zhì)點的位移。(圖線上各點的縱坐標(biāo)表示的是各質(zhì)點在該時刻的位移)從波的圖象上可獲得的物理信息(2)直接看出在波的傳播過程中各質(zhì)點的振幅A,即波動圖線上縱坐標(biāo)最大的絕對值,即A=4cm（簡諧橫波在傳播過程中，各質(zhì)點的振幅都相同）(3)可以判斷出沿傳播方向上各質(zhì)點在時刻的運動方向、加速度方向新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)2、波動和振動的圖像的區(qū)別：對這個質(zhì)點錄一段視頻。對所有質(zhì)點拍一張照片。振動圖像表示一個質(zhì)點在一段時間內(nèi)偏離平衡位置的位移規(guī)律。波動圖像振動圖像波動圖像表示大量質(zhì)點在某時刻時偏離平衡位置的位移規(guī)律。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)

圖象相同點1、形狀2、縱坐標(biāo)不同點1、研究對象2、橫坐標(biāo)表示3、讀出的物理量Xt0振動圖象YX0波的圖象1、圖象形狀都是正弦或余弦曲線2、縱坐標(biāo)都表示質(zhì)點離開平衡位置的位移某一質(zhì)點（不同時刻）一群質(zhì)點（同一時刻）橫軸表時間橫軸表平衡位置可直接讀出周期可直接讀出波長3、縱坐標(biāo)的最大值都表示振幅新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)3、正弦波：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波.

（介質(zhì)中各質(zhì)點都在做簡諧運動，且振幅均相同.）

注意：在波的圖像中，每一個質(zhì)點都只在自己的平衡位置附近振動，

而不會隨波的傳播向遠處遷移?？偨Y(jié)：1.波形圖表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移，振動圖像則表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點”在“各個時刻”的位移。2.兩個圖像判斷質(zhì)點振動方向的方式不同，振動圖像可通過下一個極短時間內(nèi)質(zhì)點位移的變化來確定質(zhì)點的振動方向，而波形圖則需根據(jù)波產(chǎn)生和傳播的特點來判斷。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)4.波的圖像的基本應(yīng)用：求波在任意時刻的波形圖（1）描點法

先找出兩點（平衡位置和波峰及波谷特殊點）并確定其運動方向；然后確定經(jīng)△t時間內(nèi)這兩點所達到的位置；最后按正弦規(guī)律畫出新的波形。x/my/m01234v畫出再經(jīng)t=T/4時的波形圖．P．P′．Q′Q●新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)（2）圖象平移法

經(jīng)過時間?t，波在傳播方向上移動的距離?x,把圖象沿傳播方向平移?x=v?t,即得到相對應(yīng)的圖象．OYX波的傳播方向?x=v?t新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)(多選)根據(jù)圖甲、乙所示，判斷下列說法正確的是（

）A.甲是振動圖像，乙是波的圖像B.甲是波的圖像，乙是振動圖像C.甲中A質(zhì)點向下振動，乙中B時刻質(zhì)點向下振動D.甲中A質(zhì)點向上振動，乙中B時刻質(zhì)點向下振動【學(xué)以致用】答案：BD隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)二、波長、頻率和波速1.波長：在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫做波的波長。符號：λ

，單位：m“位移總相等”的含義是“每時每刻位移大小方向都相同”，這兩個質(zhì)點的速度也總是相等的，相位也相同。相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)①.橫波中相鄰兩個波峰（或波谷）之間的距離等于波長②.縱波中相鄰兩個密部（或疏部）之間的距離等于波長λλ總結(jié)：新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)2.周期T、頻率

f：定義：波源質(zhì)點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）1.波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。2.每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。3.每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。注意:（T=1/f）新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)3.波速：兩平衡位置間的距離

定義：單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。1.波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。2.一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的以一個周期計算波速：注意:新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、質(zhì)點的振幅無關(guān)

波的頻率只取決于波源，與波速、波長無關(guān)。波在傳播過程中、從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時頻率不變。

波長則決定于v和T。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)周期發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。1．波速v由什么決定？2．頻率f由什么決定？3．波長λ由什么決定？【課堂提問】隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)答案：C【學(xué)以致用1】一列波在第一種均勻介質(zhì)中的波長為λ1，在第二種均勻介質(zhì)中的波長為λ2，且λ1=3λ2，那么這列波在這兩種介質(zhì)中的頻率之比和波速之比分別為（）A．3:1和1:1 B．1:3和1:1C．1:1和3:1 D．1:1和1:3隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)(2023·河南鄭州市期末)一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示，已知圖中質(zhì)點b的起振時刻比質(zhì)點a延遲了0.5s，b和c之間的距離是5m，以下說法正確的是（

）A.此列波的波長為2.5mB.此列波的頻率為2HzC.此列波的波速為2.5m/sD.此列波的傳播方向為沿x軸正方向傳播答案：D【學(xué)以致用2】隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)三、波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的判斷1、帶動法：先振動的質(zhì)點帶動鄰近的質(zhì)點后振動。

方法：在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖象上另找一點P′

口訣：誰帶動向誰動；帶哪邊傳哪邊。P向上運動P向下運動波向右傳播新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)2、同側(cè)法：在水平傳播的波的圖像上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點振動方向，并設(shè)想在同一點沿水平方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的同側(cè)。新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)3、上下坡法：

沿波的傳播方向，“上坡”的質(zhì)點向下振動；“下坡”的質(zhì)點向上振動。yxO傳播方向上坡下坡上坡上坡下下坡上新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)4、微平移法：在某時刻波形的基礎(chǔ)上，作出經(jīng)微小時間Δt后的波形，就知道了各質(zhì)點經(jīng)過Δt時間后到達的位置，此刻質(zhì)點振動方向也就知道了。波向前傳播，波形也向前平移(質(zhì)點不隨波遷移)yxOPQ傳播方向新課導(dǎo)入知識講解隨堂練習(xí)課堂小結(jié)布置作業(yè)(多選)(2023·山東青島市期末)如圖所示為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，此時刻質(zhì)點F的振動方向如圖所示。則A.該波向右傳播B.質(zhì)點B和D的運動方向相同C.質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D.此時質(zhì)點F和H的加速度相同【學(xué)以致用1】答案：CD隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)(多選)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形圖,由圖像可知(

)A.質(zhì)點b此時位移為零B.質(zhì)點b此時向一y方向運動C.質(zhì)點d的振幅是2cmD.質(zhì)點a經(jīng)過T/2通過的路程是4cm,偏離平衡位置的位移大小是4cm【學(xué)以致用2】答案：AC隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象．則下列說法正確的是()A．該波的速度為1.6m/s，沿x軸負方向傳播B．該波的速度為20m/s，沿x軸正方向傳播C．經(jīng)過0.2s，質(zhì)點P沿x軸的正方向遷移了4mD．經(jīng)過0.1s，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向答案：B【學(xué)以致用3】隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂小結(jié)布置作業(yè)一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示。介質(zhì)中x=1m處的質(zhì)點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y=10sin（5πt）（cm）。則下列說法正確的是（

）A.該波的波長為4m，振幅為20cmB.t=0時，x=2m處的質(zhì)點具有負向最大加速度C.該波沿x軸負方向傳播D.這列波的波速為10m/s【學(xué)以致用4】答案：D隨堂練習(xí)新課導(dǎo)入知識講解課堂