振动图象与波动图象的比较
振动图像和波动图像
学大教育个性化教学辅导教案学科: 物理任课教师：黄启琢授课时间：年月日( 星期)姓名年级性别总课时____第___课教学目标1、深刻理解振动图像意义与特征2、深刻理解波动图像意义与特征3、理解与掌握振动图像与波动图像得区别与联系难点重点理解与掌握振动图像与波动图像得区别与联系课堂教学过程课前检查作业完成情况：优□良□中□差□建议__________________________________________过程1．振动图象与波得图象振动图象与波得图象从图形上瞧好象没有什么区别，但实际上它们有本质得区别。
（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻得位移；波得图象表示介质中得各个质点在同一时刻得位移。
（2）图象得横坐标得单位不同：振动图象得横坐标表示时间；波得图象得横坐标表示距离。
（3）从振动图象上可以读出振幅与周期；从波得图象上可以读出振幅与波长。
简谐振动图象与简谐横波图象得列表比较：简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点得平衡位置纵坐标质点得振动位移各质点在同一时刻得振动位移研究对象一个质点介质中得大量质点物理意义一个质点．．．．在不同时刻得振动位移介质中各质点．．．在同一时刻得振动位移随时间得变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波得传播方向平移运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动2．描述波得物理量——波速、周期、波长：（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播得速率；同一种波得波速由介质决定。
注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播得距离等于波速。
（2）周期T：即质点得振动周期；由波源决定。
（3）波长λ：在波动中，振动位移总就是相同得两个相邻质点间得距离。
yxyx7．波动图象得应用：（1）从图象上直接读出振幅、波长、任一质点在该时刻得振动位移。
（2）波动方向<==>振动方向。
方法：选择对应得半周，再由波动方向与振动方向“头头相对、尾尾相对”来判断。
振动图象和波动图象的比较
4.在xoy平面内有一列沿 轴正方向传播的正玄横波,波 在 平面内有一列沿x轴正方向传播的正玄横波 平面内有一列沿 轴正方向传播的正玄横波, 速为1m/s,振幅为 时刻, 速为 ,振幅为4cm,频率为 ,频率为2.5HZ,在t=0时刻,P , 时刻 点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P为 点位于其平衡位置上方最大位移处,则距 为0.2m的Q 的 点 ( BD ) A.在0.1s时位移是 时位移是4cm 在 时位移是 B.在0.1s时速度最大 在 时速度最大 C.在0.1s时速度向下 在 时速度向下 D.在0到0.1s时间内路程是 时间内路程是4cm 在 到 时间内路程是
12.如图,为一列沿x轴传播的横波图象,实线表示 1=0 如图,为一列沿 轴传播的横波图象 实线表示t 轴传播的横波图象, 如图 时刻的波形图,虚线表示t 时刻的波形图, 时刻的波形图,虚线表示 2=0.5s时刻的波形图, 时刻的波形图 轴正方向传播, (1)如果波在介质中沿 轴正方向传播,且3T<t2-t1<4T, )如果波在介质中沿x轴正方向传播 , T为周期,则波速为多大? V1=52m/s 为周期, 为周期 则波速为多大? 轴负方向传播, (2)如果波在介质中沿 轴负方向传播,且3T<t2-t1<4T, )如果波在介质中沿x轴负方向传播 , V2=60m/s 则波速为多大? 则波速为多大? (3)如果波在介质中的波速为 )如果波在介质中的波速为70m/s,则此波的传播方向 , 沿x负方向传播 负方向传播 如何? 如何?
9.如图所示,波源P位于 轴上的原点,它的振动周期为 如图所示,波源 位于 轴上的原点, 位于x轴上的原点 如图所示 0.1s,由它激发的一列横波,沿x轴向两边传播,波速为 轴向两边传播, ,由它激发的一列横波, 轴向两边传播 20m/s,质点 的左边 Q= -13.3cm,R的坐标 R=42.8m 的左边x 的坐标x ,质点Q的左边 , 的坐标 波动使Q和 振动 某时刻波源P正通过原点向上振动 振动, 正通过原点向上振动, 波动使 和R振动,某时刻波源 正通过原点向上振动, 则该时刻有 ( C ) A.Q位于 轴下方,向上运动 位于x轴下方 位于 轴下方, B.R位于 轴上方,向上运动 位于x轴上方 位于 轴上方, C.Q位于 轴上方,向下运动 位于x轴上方 位于 轴上方, D.R位于 轴下方,向下运动 位于x轴下方 位于 轴下方,
微专题 振动图像与波动图像(学生)(1)
振动图像与波动图像【核心考点提示】两种图象的比较振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向的所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象信息(1)质点振动周期(2)质点振幅(3)某一质点在各时刻的位移(4)各时刻速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点在该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻的加速度方向(4)传播方向、振动方向的互判图象变化随着时间推移，图象延续，但已有形状不变随着时间推移，波形沿传播方向平移一完整曲线占横坐标的距离表示一个周期表示一个波长【微专题训练】例题1：如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，P是参与波动的、离原点x1＝2m处的质点，Q是参与波动的、离原点x2＝4m处的质点。
图乙是参与波动的某一质点的振动图像(所有参与波动的质点计时起点相同)。
由图可知()A．从t＝0到t＝6s，质点P通过的路程为0.6mB．从t＝0到t＝6s，质点Q通过的路程为1.2mC．这列波的传播速度为v＝2m/sD．从t＝0起，质点P比质点Q先到达波峰E．图乙可能是图甲中质点Q的振动图像[解析]由题图乙可知周期为2s,6s＝3T，每个周期内质点运动的路程为4A，因此从t＝0到t＝6s，质点P通过的程为12A＝60cm＝0.6m，选项A正确；质点Q通过的路程也为0.6m，选项B错误；由题图甲可知波长为4m，这列波的波速为v＝λT＝2m/s，选项C正确；质点P在t＝0时正沿y轴负方向运动，质点Q正沿y轴正方向运动，因此质点Q比质点P先到达波峰，选项D错误；由于质点Q在t＝0时正沿y轴正方向运动，因此题图乙可能是题图甲中质点Q的振动图像，选项E正确。
例题2：图甲为一列简谐横波在t ＝0.05s 时刻的波形图，图乙为质点P 的振动图象，则下列说法正确的是 ( )A ．简谐波速度大小为20m/sB ．简谐波沿x 轴的负方向传播C ．t ＝0.25s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度D ．t ＝0.1s 时，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向E ．t ＝0.3s 时，质点Q 距平衡位置的距离大于质点P 距平衡位置的距离[解析] 由图中数据及波速公式得v ＝λT ＝20m/s ，选项A 正确；由图乙可知t ＝0.05s 时质点P 正沿y 轴负方向运动，可知简谐波沿x 轴正方向传播，选项B 错误；Δt ＝0.25s －0.05s ＝0.20s ＝T ，经过一个周期各质点回到t ＝0.05s 时的位置，而t ＝0.05s 时，质点Q 的加速度大于质点P 的加速度，可知选项C 正确；由图示位置再经0.05s 即t ＝0.1s 时，质点Q 正经过平衡位置沿y 轴正方向运动，选项D 正确；t ＝0.3s 时与图示位置时间间隔Δt ＝0.3s －0.05s ＝0.25s ＝114T ，此时Q 位于平衡位置，P 位于波谷，选项E 错误。
波动图象与振动图象的综合应用
波动图象与振动图象在物理实验中的应用
波动光学实验
波动图象可以用于光学实验中， 例如干涉和衍射实验，通过观察 光波的干涉和衍射现象，验证光 的波动理论。
振动实验
在物理实验中，可以利用振动图 象研究物体的振动规律和特性， 例如固有频率、阻尼系数等。
物理过程模拟
通过模拟物理过程的波动和振动 行为，可以深入理解物理现象的 本质和规律，为科学研究和技术 开发提供支持。
在图象上标注出坐标轴，以便更好地观察和分析 振动的变化规律。
波动图象与振动图象的绘制技巧
突出关键信息
在绘制波动图象和振动图象时，应突出关键信息，如波峰、波谷、 振动最大位移等。
保持图象清晰
在绘制波动图象和振动图象时，应保持图象清晰，避免过多的噪声 和干扰。
比较不同图象
在绘制波动图象和振动图象时，可以比较不同图象的特点和规律， 以便更好地理解和分析波动和振动的本质。
01
揭示物理现象的本质
通过综合应用波动图象和振动图象，可以更深入地理解物理现象的本质，
如波动和振动的相互作用和转化。
02
提高解决实际问题的能力
在实际工程和科学研究中，许多问题涉及到波动和振动的相互作用。综
合应用波动图象和振动图象，有助于更准确地分析和解决这些问题。
03
促进多学科交叉融合
波动图象和振动图象的综合应用涉及到多个学科领域，如物理学、工程
振动图象在机械故障诊断中的应用
故障识别
01
振动图象可以用于机械故障的识别，通过分析机械设备的振动
信号，判断设备的运行状态和故障类型。
故障定位
02
结合振动图象和传感器网络技术，可以定位机械设备的故障位
置，提高维修效率。
波动图象与振动图象
在交叉学科领域的应用拓展
生物医学工程
波动和振动图象在生物医学工程中具有广泛的应用前景，如生物 力学、生物医学材料等。
环境科学
在环境科学领域，波动和振动图象可用于监测地质结构、地震活 动等，为灾害预警和环境保护提供支持。
航空航天
在航空航天领域，波动和振动图象可用于研究飞行器结构的动态 特性，提高飞行器的安全性和性能。
特点
波动图象通常以时间和空 间为坐标轴，呈现波动能 量的传播和变化规律。
表现形式
波动图象通常以波形曲线 表示，可以反映波的振幅、 频率、相位等信息。
振动图象的定义与特点
定义
振动图象是指描述振动现 象的图象，如机械振动、 电磁振动等。
特点
振动图象通常以时间和位 移为坐标轴，呈现物体振 动的规律和变化。
02
波动图象的绘制与分析
波动图象的绘制方法
直接绘制法
根据实验或观测数据，直接在坐 标纸上绘制波动图象。这种方法 需要手工操作，精度较低，但简
单易行。
计算机绘图法
利用计算机软件进行波动图象的绘 制。这种方法精度高，可以绘制复 杂波动图象，但需要一定的计算机 绘图技能。
数学模型法
通过建立波动方程，利用数学软件 求解，并绘制波动图象。这种方法 适用于理论研究和模拟分析。
在人工智能与大数据分析中的应用前景
人工智能算法
利用人工智能算法对波动和振动图象进行自动识别、分类和预测， 提高数据处理和分析的效率和准确性。
数据挖掘技术
通过数据挖掘技术，可以从大量的波动和振动图象数据中提取有价 值的信息，为相关领域的研究和应用提供支持。
机器学习模型
利用机器学习模型对波动和振动图象进行学习和预测，实现自适应的 监测和控制。
如何区分振动图象和波动图象
如何区分振动图象和波动图象
振动图象和波动图象是描述物理系统振动和波动的图形表示，它们在描述对象和所涉及的物理过程上有一些区别：
1. 振动图象：
•振动图象通常用来描述单个物体或系统的振动行为，例如弹簧振子、单摆等。
•振动图象通常包含一个时间轴和一个物体的位置或速度随时间的变化图。
•振动图象中通常只显示一个振动物体的运动状态，不涉及物理量的空间分布。
2. 波动图象：
•波动图象用于描述波在介质中的传播行为，可以是机械波、电磁波等。
•波动图象通常包含一个时间轴和一个或多个空间位置随时间的变化图，用来描述波在空间中的传播情况。
•波动图象中显示了波的传播方向、波的波长、振幅等波的特征。
因此，区分振动图象和波动图象的关键是看图象所描述的物理对象和物理过程。
振动图象主要描述个别物体或系统的振动行为，而波动图象主要描述波在空间中的传播行为。
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机械波知识点精解
机械波·知识点精解1．机械波的形成(1)机械波的形成机械振动在媒质中的传播叫机械波。
(2)机械波产生的条件既要有振源，又要有传播振动的媒质。
振源是形成机械波的必要条件但不充分。
既有机械波就必有机械振动，但有机械振动不一定有机械波。
(3)机械波的特点①振动传播途径上的各质点的振动周期相同，且与波源的振动周期相同。
②离波源越远的质点的振动越滞后。
③各振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不“随波逐流”。
④机械波向外传播的是振动的形式，通过振动形式的传播将能量传输出去。
2．横波和纵波按照质点振动方向与波的传播方向的关系，可以把机械波分为横波和纵波。
质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的机械波叫做纵波；质点振动方向与波的传播方向垂直的机械波叫做横波。
3．波长、频率和波速(1)波长λ在波的传播方向上，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离叫做波长，波长反映了波的空间周期性。
对于横波，相邻两波峰或相邻两波谷之间的距离等于波长；对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间距离等于波长(注意区别“叫做”与“等于”)。
(2)频率f机械波的频率表明机械波在单位时间的频繁程度。
机械波的频率等于振源的频率。
(3)波速V波的传播速度，即振动形式的传播速度，也是能量的传播速度。
①波速V=λ/T=S/t。
②在同种均匀媒质中，波速是一个定值。
波速只取决于媒质性质(见下表中声波在几种不同媒质中的传播速度)。
同时还与温度有关。
不能认为V由λ和T决定。
③注意区别波速与质点的振动速度这两个不同的概念。
两者的方向可能在同一直线上(纵波)，也可能相互垂直(横波)。
波的传播是匀速的，振动速度大小、方向随时都要发生变化。
性和时间周期性的联系，波源振动几个周期，波就向前传播几个波长。
4．波的图象表示在波的传播方向上，媒质量质点在同一时刻相对平衡位置的位移的曲线。
(1)对于简谐波来说，波的图象是按正弦曲线变化的。
振动图像与波的图像
振动图象和波的图象振动是一个质点随时间的推移而呈现的现象，波动是全部质点联合起来共同呈现的现象．简谐运动和其引起的简谐波的振幅、频率相同，二者的图象有相同的正弦（余弦）曲线形状，但二图象是有本质区别的．见表：振动图象波动图象研究对象一振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一质点的位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图线物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图线变化随时间推移图延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一完整曲线占横坐标距离表示一个周期表示一个波长2012届高考二轮复习专题 ：振动图像与波的图像及多解问题【例1】如图6—27所示，甲为某一波动在t=1．0s 时的图象，乙为参与该波动的P 质点的振动图象（1）说出两图中AA /的意义？（2）说出甲图中OA /B 图线的意义？（3）求该波速v=？（4）在甲图中画出再经3．5s 时的波形图（5）求再经过3．5s 时p 质点的路程S 和位移解析：（1）甲图中AA /表示A 质点的振幅或1．0s 时A 质点的位移大小为0．2m ，方向为负．乙图中AA /’表示P 质点的振幅，也是 P 质点在 0．25s 的位移大小为0．2m ，方向为负．（2）甲图中OA /B 段图线表示O 到B 之间所有质点在1．0s 时的位移、方向均为负．由乙图看出P 质点在1．0s 时向一y 方向振动，由带动法可知甲图中波向左传播，则OA /间各质点正向远离平衡位置方向振动，A /B 间各质点正向靠近平衡位置方向振动．（3）甲图得波长λ＝4 m ，乙图得周期 T ＝1s 所以波速v=λ/T=4m/s（4）用平移法：Δx ＝v ·Δt ＝14 m ＝（3十½）λ所以只需将波形向x 轴负向平移½λ=2m 即可，如图所示（5）求路程：因为n=2/T t =7，所以路程S=2An=2×0·2×7=2。
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振动图象
波的图象
图上能表 示的量
图随时间 变化情况
1.各时刻对应的位移 2．各时刻质点的振动方向 3．振幅A、周期T、频率f
图线随时间1延伸，原有部分
图形不变
1.某时刻各质点位移 2．根据波传播方向可确定各质点振动 方向 3．波长λ(波形在一个周期内传播的距 离) 振幅A
整个波形沿波的传播方向平移，不同时 刻波形一般不同
振动图象与波动图象的比较
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【解析】在图乙的振动图象中,t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的 正方向运动,而图甲的波形图却表明在t=0时刻,质点b、d在平衡位 置,而a、c不在平衡位置,故A、C选项不正确。若波沿x轴正方向传 播,质点b应向上运动(逆着波的传播方向,在它附近找一相邻点,此 点正好在它的上方,质点b就应跟随它向上运动),B选项正确。若波 沿x轴正方向传播,1同理可以确定质点d应向下运动,D选项错。
同学，下节再见
运动情况
质点做简谐运动属非匀变速 运动
波在同一均匀介质中是匀速传播，介质 的质点做简谐运动
比喻 一人独舞的录像
集体舞的剧照
振动图象与波动图象的比较
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【例题】一列简谐波在t=0时刻的波形图如图甲所示,图乙表示该波
传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象,则( B )。
A.若波沿x轴正方向传播,图乙应为a点的振动图象 B.若波沿x轴正方向传播,图乙应为b点的振动图象 C.若波沿x轴正方向1 传播,图乙应为c点的振动图象 D.若波沿x轴正方向传播,图乙应为d点的振动图象
【答案】B
振动图象与波动图象的比较
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【练习】一列横波沿x轴正方向传播,某时刻的图象如图所示,坐标
为(3,0)的质点经过周期后的坐标是( )。
A.(3,2)
B.(4,2)
C.(4,-2)
D.(3,0)
1
【解析】由题意可知,波沿x轴正方向传播,则质点(3,0)的振动方向 沿y轴正方向,经周期后到达正方向最大位移,即坐标为(3,2)。 【答案】A
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振动图象与波动图象 的比较
振动图象与波动图象的比较
一、振动图象与波动图象的比较
振动图象
波的图象
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图象
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意义
质点的位移随时间变 化的曲线，表示一个 质点不同时刻的位 移，横坐标为时间
某一时刻的波形图表示不 同质点同一时刻的位移， 横坐标表示介质中各质点 的平衡位置
振动图象与波动图象的比较