人教版 (新课标)选修3选修3-4第十二章 机械波2 波的图象评课课件ppt

这是一份人教版 (新课标)选修3选修3-4第十二章 机械波2 波的图象评课课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了课堂互动讲练，随堂达标自测，课时活页训练，第二节波的图象，基础知识梳理，核心要点突破，平衡位置，某一时刻，简谐运动，图10－2－1等内容，欢迎下载使用。

目标概览学习目标：1.理解波的图象的意义，知道波的图象的横、纵坐标轴表示什么物理量，知道什么是简谐波．2．能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅．3．已知波的传播方向，能判断各质点的振动方向，或已知振动方向会判断波的传播方向．
重点难点：1.重点：波的图象的意义和应用．2．难点：对波的图象的理解及与振动图象的区别．学法指导：理解波的图象，从波的产生和传播体会质点振动和传播方向的关系．
一、波的图象1．波的图象用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的__________，纵坐标y表示___________各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在横波中位移方向向上时为正值，位移方向向下时为负值．把各个质点在某一时刻所在位置连成曲线，就得到该时刻的波的图象．
波的图象也称波形图或波形曲线.思考波的图象是否都能看作质点某一时刻在空间的分布？
2.波的图象的物理意义波的图象表示了一列波在___________沿波的传播方向上，介质中的各个质点离开___________的位移情况，这就是波的图象所表示的物理意义．【思考·提示】　不能．
二、简谐波1．波源做__________时，介质的各个质点随着做__________，所形成的波叫做简谐波．2．简谐波的图象是_______曲线．3．简谐波是一种最基本、最简单的波，其他的波可以看作是由若干简谐波合成的．所以其他波的图象可利用简谐波来合成．
一、波的图象中质点的振动方向与波的传播方向的关系判定的常用方法1．质点带动法在质点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．如图10－2－1.
2．微平移法作出经微小时间Δt后的波形，就知道了各质点经过Δt时间到达的位置，从而就知道了振动方向，如图10－2－2甲所示，P点向下振动．
3．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，简称为“上坡下振，下坡上振”．如图10－2－2乙所示，A点上振，B点下振．
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10－2－3，波向右传播，P点向下振动．
特别提醒1．不论是已知波的传播方向还是波形中某一质点的振动方向，都可以从它们之间的关系，由一个方面判断另一个方面．2．方法较多，选择适合自己的方法加以掌握即可．　
即时应用1．简谐横波的波形图线如图10－2－4所示，由图可知(　　)A．若质点A向下运动，则波是向左传播的B．若质点B向上运动，则波是向左传播的C．若波向右传播，则质点C向下运动D．若波向左传播，则质点D向下运动
解析：选AC.若质点A向下运动，可将原波形向左平移一小段距离，即波向左传播，选项A正确；同理，若质点B向上运动，平移波形可知波向右传播，选项B错误．若波向右传播，将原波形向右平移一小段距离，可知质点C向下运动，选项C正确；同理，若波向左传播，平移波形可知质点D向上运动，选项D错误．
二、由波的图象可以明确以下几点知道了一列波在某时刻的波形图象，如图10－2－5所示，能从这列波的图象中了解到波的传播情况主要有以下几点：1．可以直接看出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2 cm.
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，图中A＝4 cm.3．可以判断出沿波传播方向上各质点在该时刻的运动方向．4．可以画出另一时刻的波形图．波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间，即机械波在介质中是以一定的速率(通常称波速)传播．在单位时间内某一波峰或波谷(密部或疏部)沿波的传播方向移动的距离等于波速．
如果已知一列简谐波在t时刻的波形图象及波的传播方向，又知波速，就可以画出经Δt后的波形图象．
三、振动图象与波的图象的比较
即时应用2.根据图10－2－6所示的两图象，分别判断它们属于何种图象(　　)A．甲是振动图象，乙是波动图象B．甲是波动图象，乙是振动图象C．都是波动图象D．都是振动图象
解析：选B.依图象横坐标轴所表示的物理意义来判断，波动图象横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，振动图象横轴表示时间，因此，甲为波动图象，乙为振动图象．
2．平移法先求出在Δt时间内波传播距离Δx＝vΔt(v为波速)，再将原波形沿波传播方向平移Δx(若要画t－Δt时刻的波形图，则需逆波传播方向平移Δx)，然后将新波形“修补”使原有波形的区间充满波形．
即时应用3.图10－2－7一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图象如图10－2－7所示，已知波的传播速率是16 m/s.(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少？(2)画出再经过 0.125 s时的波形图象．
解析：(1)由图象可以看出，质点振动的最大位移是10 cm，因此质点振动的振幅是10 cm.(2)经0.125 s波形沿x轴正方向移动的距离为Δx＝vΔt＝16×0.125 m＝2 m，所以经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示．
一列简谐横波在x轴上传播，某时刻的波形图如图10－2－8所示，a、b、c为三个质点，a正向上运动．由此可知(　　)
A．该波沿x轴正方向传播B．c正向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻以后，b比c先到达偏离平衡位置的最远处【解析】　由波传播的规律知，质点的振动是由先振动的质点带动后振动的质点．由题图知a质点偏离平衡位置的位移方向，说明a质点左侧质点先于a质点振动，波是沿x轴正方向传播的，选项A正确．
质点c和质点a之间有一波谷，质点c振动方向与质点a振动方向相反，质点c向下运动，故选项B错误．b质点正向着平衡位置运动，故b比c先到达平衡位置，选项C正确，c比b先到达偏离平衡位置的最远处，选项D是错误的．【答案】　AC【思维升华】　解决这类题目的关键是：根据已知质点的振动方向，首先要确定波的传播方向，再根据波的传播方向来确定各个质点的振动方向．在确定质点的振动方向时可用带动法、上下坡法、同侧法等，但最根本的是带动法．本题运用同侧法会更为简捷．
如图10－2－9所示是一列横波某时刻t0的波形图，试根据波形图回答下列问题：(1)该时刻加速度最大的质点有哪几个？(2)速度最大的质点有哪几个？(3)振动方向相同的质点有哪些？这些点的分布有什么规律？(4)如果这列波沿x轴负方向传播，质点3受到的合外力方向如何？速度怎样变化？
【解析】　(1)加速度最大的质点一定是位移最大的质点，所以该时刻质点2、6、10、14的加速度最大，但方向不相同．(2)该波是简谐波，质点做简谐运动，因此处在平衡位置的质点速度最大，分别是0、4、8、12、16质点．(3)该时刻具有相同振动方向的质点是0、1、7、8、9、15、16.与上述质点振动方向相反的质点是：3、4、5、11、12、13.其规律是：从波形图上看相同增减性的单调区间上各质点的振动方向相同，相邻的单调区间上振动方向相反．
(4)如果该波沿x轴负方向传播，则质点3的速度方向向下，因为位移方向是y轴正方向，其加速度方向沿y轴负方向，由牛顿第二定律知，质点3受到周围质点作用的合外力沿y轴负方向．由于加速度方向与速度方向相同，故质点3正在加速．【答案】　见解析【思维升华】　应该把对波形图的认识同质点的简谐运动联系起来，并注意到各振动质点之间的联系．
A．a处质点的振动图象　　　　B．b处质点的振动图象C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象