資源簡介

(共26張PPT)
新人教版 選擇性必修一
第三章 機械波
第2節 波的描述
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，坐標軸表示的是什么物理量？
新課引入
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點離開各自平衡位置時的情形。。
二、光的折射
學習任務一：波的圖像
1.波的圖像
二、光的折射
學習任務一：波的圖像
把平衡時位于x1，x2，x3，…的質點的位移y1，y2，y3，…畫在Oxy坐標平面內，得到一系列坐標為（x1，y1），（x2，y2），（x3，y3），…的點，這些點的集合就是這一時刻波的圖像。
建立直角坐標系
橫坐標x：各質點的平衡位置到參考點的距離
縱坐標y：各質點偏離平衡位置的位移
方向：位移向上時y取正值，向下時y取負值
Y
位移
X
平衡位置
正方向
負方向
O
5.簡諧波：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。
（1）簡諧運動在介質中傳播形成簡諧波.
（2）簡諧波是一種最基本、最簡單的波.
3.圖像的物理意義：波的圖像表示某一時刻各個質點相對平衡位置的位移。
波的圖像是在波的傳播方向上介質中各振動質點的連線在某一時刻的波形．
4.波的圖象也稱波形圖或波形曲線．
學習任務一：波的圖像
圖 象
相同點
1.形狀
2.縱坐標
不同點
1.研究對象
2.橫坐標表示
3.讀出的物理量
X
t
0
振動圖象
Y
X
0
波的圖象
1.圖象形狀都是正弦或余弦曲線
2.縱坐標都表示質點離開平衡位置的位移，最大值都表示振幅
1.某一質點（不同時刻）
一群質點（同一時刻）
2.橫軸表時間
橫軸表平衡位置
3.可直接讀出周期
可直接讀出波長
2.波的圖象與振動圖象的區別
學習任務一：波的圖像
例題1
例1、如圖所示為一列向右傳播的簡諧波的波形圖，求圖中A、B、C、D、E各質點的振動情況
v
v
如果這列波是向左傳播的，則這四個質點的振動方向又如何？
v
小結：波的傳播方向與振動方向的關系判斷方法
Y
X
O
P
Q
Pˊ
Qˊ
傳播方向
（1）質點帶動法
先振動的質點帶動鄰近的后振動質點，在質點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，若P′在P點下方，則P向下振動，若P′在上方，則P向上振動．
Y
X
O
上坡
下坡
上坡
傳播方向
簡稱：
“上坡下、
下坡上”
（2）上下坡法
判斷方法：上坡上的質點向下振動，下坡上的質點向上振動
小結：波的傳播方向與振動方向的關系判斷方法
（3）圖象微平移法
從波源沿傳播方向看：上坡下，下坡上
將波形圖沿傳播方向進行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點來判定.
O
x/m
y/cm
傳播方向
a
b
c
d
e
f
g
O
x/m
y/cm
傳播方向
a
b
c
d
e
f
g
小結：波的傳播方向與振動方向的關系判斷方法
Y
X
O
傳播方向
v
v
在波的圖像上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質點振動方向，并設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。
（4）同側法
二、光的折射
學習任務二：波長、頻率和波速
1. 波長
13號小球開始起振以后，質點1和13號小球對平衡位置的位移相同嗎？
（1）.定義: 在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質點間的距離，叫做波的波長。
想一想，為什么要強調“相鄰”兩個字？
在橫波中，兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長。
在縱波中，兩個相鄰的密部
(或疏部)之間的距離等于波長。
學習任務二：波長、頻率和波速
②振動相同點: 相距為整數個波長(nλ)的兩質點的振動完全相同,稱同相點。
③振動相反點: 相距為半波長的奇數倍 (2n+1)λ/2的兩質點的振動完全相反，稱反相點。
學習任務二：波長、頻率和波速
① “位移總是相等” 的含義是“每時每刻位移大小方向都相同”， 位移總相等的兩個質點,其速度也總是相等的，相位也相同
(1).波源質點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）
(2).幾點說明
①波的周期（或頻率）應由波源決定，與傳播波的介質無關。
②每經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每經歷一個周期，原有的波形圖不改變。
2、周期（T）、頻率（f）
學習任務二：波長、頻率和波速
ｘ
ｙ
ｏ
ｔ時刻的波形
ｔ＋△ｔ時刻的波形
△x
波以一定的速度（波速v）向前傳播。在單位時間內某一波峰或波谷（疏部和密部）向前移動的距離，等于波速.
3、波速
學習任務二：波長、頻率和波速
（3）幾點說明
b.一列波在同一均勻介質中是勻速傳播的
波速與質點振動速度的含義相同嗎？
a.波速的大小由介質的性質決定，同一列波在不同介質中傳播速度不同。
反映振動在介質中傳播的快慢程度.
（2）物理意義：
(1)定義：單位時間內振動所傳播的距離叫做波速。
波速：
學習任務二：波長、頻率和波速
學習任務二：波長、頻率和波速
4、波長、頻率和波速的關系
波速由介質決定，與波的頻率、質點的振幅無關
波的頻率只取決于波源，與波速、波長無關。波在傳播過 程中、從一種介質進入另一種介質時頻率不變。
波長則決定于v和T。波從一種介質進入另一種介質波速發生變化，周期不變，波長發生變化；波在同一介質中傳播，當周期發生變化，波長也發生變化。
⑴．波速由什么決定？
⑵．頻率由什么決定？
⑶．波長由什么決定？
特殊的，若時間取波的一個周期
波速
學習任務二：波長、頻率和波速
⑷、波長、周期（或頻率）和波速的關系
①波速等于波長和頻率的乘積.
②經過一個周期，振動在介質中傳播的距離等于一個波長
③波速等于波長和頻率的乘積這一關系雖從機械波得到，但對其他形式的彼（電磁波、光波）也成立
例題2
圖中的實線是一列正弦波在某一時刻的波形圖。經過0.5s后，其波形如圖中虛線所示。設該波的周期T大于0.5s。
（1）如果波是向左傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
（2）如果波是向右傳播，則 ，由 得v ＝ 0.36 m/s
解：（1）如果波是向左傳播，則 ，由 得v ＝ 0.12 m/s
波的周期為
波的周期為
當堂達標訓練
1.關于公式v=λ f，下列說法中正確的是( )
A.公式說明提高波源的頻率f ，它激發的波的波速也增大.
B.公式中v、 f 、λ三個量，對同一機械波在通過不同介質時，只有f不變，而λ與v成正比。
C.公式中v、 f 、λ三個量，對不同機械波在通過同一介質時，v不變，λ與f成反比。
D.公式v= λ f 適用于一切波。
BCD
當堂達標訓練
2.關于簡諧波說法中正確的是（ ）
A.兩個振動情況完全相同的質點之間的距離是一個波長
B.任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長
C.波動在一周期內向前傳播的距離等于波長
D.在一個周期內質點所走過的路程等于一個波長
C
3.如圖中實線是一列簡諧橫波在t1 ＝ 0時刻的波形，虛線是這列波在t2 ＝ 0.5 s時刻的波形。
（1）寫出這列波的波速表達式；
當堂達標訓練
【解析】（1）由題圖像可知 λ ＝ 8 m
當波向右傳播時，波傳播距離為：
s ＝ n λ＋ λ ＝ (8n＋3) m (n＝0，1，2...)
波速為：v ＝ ＝ m/s ＝ (16n＋6) m/s　(n＝0，1，2…)
當波向左傳播時，波傳播距離為：
s ＝ n λ＋ λ ＝ (8n＋5) m (n＝0，1，2…)
波速為：v ＝ ＝ m/s ＝ (16n＋10) m/s　(n＝0， 1，2…)
（2）若波速大小為74 m/s，波速方向如何？
當堂達標訓練
【解析】（2）若波速大小為74 m/s，
在 Δ t ＝ t2－t1 時間內波傳播的距離為：
s ＝ v Δ t ＝ 74×0.5 m ＝ 37 m
因為：s ＝ 37 m ＝ 4λ＋ λ
所以波向左傳播。

展開更多......

收起↑