波的圖象全----李喜昌

1、10.2 波的圖像,第十章 機(jī)械波,,張家口第六中學(xué) 張永生,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的由來(lái),回首往事,1.圖線的x、y軸(橫、縱坐標(biāo))分別表示什么物理量？,3.曲線是不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡？質(zhì)點(diǎn)做的是什么運(yùn)動(dòng)？,2.圖象的物理意義是什么？,4.研究圖像的點(diǎn)、線、斜、截、面的物理意義。,點(diǎn)：一個(gè)振動(dòng)狀態(tài)；線：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程,質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)各個(gè)時(shí)刻對(duì)平衡位置的位移，隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系。,它不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡.質(zhì)點(diǎn)只是在平衡位

2、置的兩側(cè)來(lái)回做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其軌跡是直線。而圖線是正弦或余弦曲線.,橫軸(x軸)表示時(shí)間（t）, 縱軸(y軸)表示質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置位移（x）.,看圖先看坐標(biāo)軸(自變量和因變量）,注意圖像與函數(shù)解析式的對(duì)應(yīng),關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,注意圖像與物理過(guò)程的對(duì)應(yīng)。,因變量隨自變量變化的函數(shù)關(guān)系,斜：斜率表示速度；截：橫截距表示達(dá)到位移為零的時(shí)刻,5.從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以求哪些物理量 ?,⑴直接描述量：,①振幅A:圖像的峰值.,②周期T:相鄰兩個(gè)位移為正的

3、最大值或負(fù)的最大值之間的時(shí)間間隔 .,③任意時(shí)刻的位移x:對(duì)應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（t，x）．,⑵間接描述量,①頻率:f=1/T,③速度系列：動(dòng)量、動(dòng)能,②位移系列：回復(fù)力、加速度、勢(shì)能,位移系列和速度系列具有互余關(guān)系，此消彼長(zhǎng)。,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像直觀地反映了質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理過(guò)程，根據(jù)圖像可以看出質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的位移。,如何描述同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移？,機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)里的傳播過(guò)程，從波源開(kāi)始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點(diǎn)先后開(kāi)

4、始振動(dòng)起來(lái)，雖然這些質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動(dòng)。但由于它們振動(dòng)步調(diào)不一致，所以，在某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移各不相同。,一、波的圖象,我們可以用照象機(jī)把波的形狀攝下來(lái)，就是按下快門(mén)瞬間各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)各自平衡位置時(shí)的情形。我們就把這些質(zhì)點(diǎn)連成曲線，就是該時(shí)刻的波的圖象。,1.用橫坐標(biāo)表示在各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置到原點(diǎn)的距離,2.用縱坐標(biāo)表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移,3.在XOY坐標(biāo)平面上畫(huà)出某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移,

5、,,,,,,,,,,4.波的圖象的畫(huà)法：,將某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲線連接起來(lái).,二、波的圖象的物理意義,橫波的圖象就反映了某時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間的實(shí)際分布情況。,反映某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.反映了各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨其平衡位置到原點(diǎn)距離變化的函數(shù)關(guān)系.,注意圖像與函數(shù)解析式的對(duì)應(yīng),注意圖像與物理過(guò)程的對(duì)應(yīng)。,三．從波的圖象上可獲得哪些信息,⑴直接描述量：,①振幅A:圖像的峰值.,②波長(zhǎng)λ:相鄰兩個(gè)波

6、峰或波谷之間的距離.,③各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移x:對(duì)應(yīng)于圖像上某一點(diǎn)的坐標(biāo)（y，x）．,通過(guò)波的圖像還能間接描述哪些物理量呢？,四、波的圖象的應(yīng)用,1. 波的傳播方向、波的圖像和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向之間的關(guān)系。,⑴波的成因法,步驟1：明確波的傳播方向，確定波源方位；步驟2：在某質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方（緊挨著P點(diǎn)）圖像上找另外一點(diǎn)P′；步驟3：若P′在P上方，則P′帶動(dòng)P向上運(yùn)動(dòng)；若P′在P下方，則P'帶動(dòng)P向下運(yùn)動(dòng),思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方

7、向向下，判斷波的傳播方向．,前一質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)延遲振動(dòng),先帶后，后跟前,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳.,,,⑵微平移法.做出經(jīng)微小時(shí)間后的波形,就知道了各質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間達(dá)到的位置,運(yùn)動(dòng)方向就可確定.,曲線上波峰和波谷之間的曲線上的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向一半向上,一半向下,彼此間隔.,在波動(dòng)中,處于平衡位置的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向一個(gè)向上,一個(gè)向下,彼此間隔;,,,,,,,,,,,,,思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，判斷波的傳播方向．,P,⑶上下坡法。將波的

8、圖像視為蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的傳播方向看， “上坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向下振動(dòng)，“下坡路段”上的各質(zhì)點(diǎn)都向上振動(dòng)．簡(jiǎn)稱“上坡下，下坡上”,,,,,,,,,,,,下坡上,上坡下,上坡下,思考：如果已知P點(diǎn)的振動(dòng)方向向下，判斷波的傳播方向．,P,例1.圖所示為一列向右傳播的簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖試求出波形圖上A、B、C、D四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向.,思考：如果這列波是向左傳播的，則這四個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向又如何？,v,題型1.已知波的傳播方向和波形

9、圖判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。,例2.如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某時(shí)刻的波形圖，已知圖形上某點(diǎn)的振動(dòng)方向如圖所示。試求這列波的傳播方向.,,思考1.如果這個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上，則波的傳播方向又如何？2.如果已知這個(gè)質(zhì)點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向又如何？,題型2. 已知波形和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向判斷波的傳播方向。,v,,,,,,,①比喻為一質(zhì)點(diǎn)的“傳記記錄卡”②比喻為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的“錄象帶”,①比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻的“特寫(xiě)鏡頭”②比喻為無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)某一

10、時(shí)刻拍攝的“照片”,先找出兩點(diǎn)（平衡位置和波峰及波谷特殊點(diǎn)）并確定其運(yùn)動(dòng)方向；然后確定經(jīng)△t時(shí)間內(nèi)這兩點(diǎn)所達(dá)到的位置；最后按正弦規(guī)律畫(huà)出新的波形。,⑴ 特殊點(diǎn)法,2.求波在任意時(shí)刻的波形圖,例3.一列波振幅是2cm，頻率是4Hz的簡(jiǎn)諧橫波， 以32cm/s的速度沿圖中x軸正方向傳播，在某時(shí)刻x坐標(biāo)為－7cm處的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)正好經(jīng)過(guò)平衡位置向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出此時(shí)刻的波形圖。,,,2,-2,解析：,題型3. 已知波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向