【人教版】2021版物理新导学同步选修3-4课件：波的图像
高中物理第12章机械波12.2波的图象课件新人教版选修3_4-推荐ppt版本
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【解析】选B。因波沿x轴正方向传播,由乙图可得在 t=1s时刻,质点在平衡位置,以后质点向y轴负方向运动, 由图甲波动图线向x轴正方向传播可判断x=2m处的质点 在平衡位置,正沿y轴负方向运动,故B对,A、C、D错。
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【解析】选C、D。由“上下坡法”确定,D点的速度方 向向上,E点速度方向向下,A点速度方向向下,C点速度 方向向上,故A、B错误;而质点B、C都向上振,都要先到 最大位移处再回到平衡位置,但C落后于B,则B比C先回 到平衡位置,故C项正确;质点的加速度方向与位移方向 相反,与传播方向无关,故D正确。
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4.(多选)一简谐横波在x轴上传播,在 某一时刻的波形图如图所示,已知此时 质点F的运动方向向下,则 ( ) A.此波沿x轴负方向传播 B.质点D此时向下运动 C.质点B将比质点C先回到平衡位置 D.质点E的振幅为零
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【解析】选A、B。F点向下振动,应处于上坡,故波向左 传播,得B位于下坡,D处于上坡,则B先向上运动,D先向 下运动,E点此时刻位移为零,但振幅不能为零,综合可 知A、B正确。
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【典题过关】 【典例】(2018·杭州高二检测)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所示,已知波的传播 速率是16m/s。 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少。 (2)画出再经过0.125s时的波形图象。
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【正确解答】(1)由图象可以看出,质点振动的最大位 移大小是10cm,因此振幅是10cm。(2)再经0.125s波形 沿x轴正方向移动的距离为Δ x=vΔ t=16×0.125m=2 m, 所以再经过0.125 s后的波形图象如图中的虚线所示。
最新人教版高中物理选修3---4 课件 波的图象2
复习提问： 1：产生机械波嘚条件是什么？ 2：机械波传播嘚实质是什么？ 3：机械波分哪二种？各有什么特点？
我们可以用照象机把波嘚形状摄下 来，就是按下快门瞬间各个质点离开 各自平衡位置时嘚情形。我们就把这 些质点连成曲线，就是该时刻嘚波嘚 图象。
横波动画展示
一、波嘚图象 1.用横坐标表示在波传播方向上各质点嘚平衡位置 2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置嘚位移
确定质点运动 方向
根据下一时刻嘚位移来判断
①比喻为无数质点某一时刻嘚“特写镜头” ②比喻为无数质点某一时刻拍摄嘚“照片”
根据“上下坡法”来判断
四、波嘚图象嘚基本应用 主要题型之一：
波嘚传播方向
质点嘚振动方向
三种主要方法： （1）上下坡法 （2）质点带动法 （3）三角形法
Y
波嘚传播方向
O X
（1）上下坡法
正 Y 位移 方 向
负 方 向
X 平衡位置
Y 位移
O
X
平衡位置
3.波嘚图象是在波嘚传播方向上，介质中各振动质点在某一时刻嘚波形图．简称波形 （1）如果波嘚图象是正弦曲线，这样嘚波叫做正弦波，也叫简谐波 （2）介质中有正弦波传播时，介质嘚质点在做简谐振动 （3）简谐波是一种最基本、最简单嘚波.
振动图象嘚画法
质点嘚振动方向
X
主要题型之二： 求波在任意时刻嘚波形图
1、描点法
Y
位移
v
C´ B
FD´O来自CEA
F´
B´
A´
D
E´
G´
G
H´
I
X
平衡位置
H I´
例题1： 如图所示为一列向右传播嘚简谐波在某时刻嘚波形图
2021-高中物理人教版选修3-4课件：第十二章 第2节 波的图象
02波的图象题型1ꢀ波的图象及其画法1．[河北邢台二中2019高二下月考]一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝0 s时波形如图所示，已知波源振动的周期为0.4 s，则t＝0.1 s时正确的波形是图中的(ꢀꢀ)C解析 A.B. C. D.确定一段时间后的波形图，有两种典型方法．(1)平移法：先算出经Δt时间波传播的距离Δx＝vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx即可．因为波动图象的重复性，若知波长λ，则波形平移nλ时波形不变，当Δx＝nλ＋x时，可采取去整nλ留零x的方法，只需平移x即可．(2)特殊点法：(若知周期T则更简单)在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点，先确定这两点的振动方向，再看Δt＝nT＋t，由于经nT波形不变，所以也采取去整nT留零t的方法，分别找出两特殊点经t后的位置，然后按正弦规律画出新波形．本题波形向右平移个波长，故选C.2．[北京市房山区2019高二练习]振源A带动细绳上各点上下做简谐运动，t＝0时刻绳上形成的波形如图所示．规定绳上质点向上运动的方向为x轴的正方向，则P点的振动图象是(ꢀBꢀ)A. B. C. D.解析由题图可知，t＝0时刻P点处于平衡位置，各质点的振动都是由靠近振源的质点带动的，则由离P点较近且靠近振源的质点的位置即可判断出P点的起振方向，则P点开始时应向下方起振，故可知振动图象为B.题型2ꢀ从波的图象判断各质点的振动情况3．(多选)一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图所示，则图中a、b、c、d四个质点在此时刻具有相同运动方向的是(ꢀꢀ)BCB．a和dC．b和c D．bA．a和c和d解析若波向右传播，则a、d质点振动方向向上，b、c质点振动方向向下；若波向左传播，则a、d质点振动方向向下，b、c质点振动方向向上，故B、C正确．4．[四川宜宾叙州一中2019高二下月考]一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c 为介质中三个点，该时刻a点正向上运动．由此可知(ꢀCꢀ)A．该波沿x轴负方向传播B．该时刻c点的加速度正在减小C．该时刻以后，b点比c点先到达平衡位置D．该时刻b点的速率比c点的速率大解析图示时刻a点向上振动，根据“峰前质点上振”，可知波沿x轴正方向传播，故A错误；c点正向波谷运动，位移变大，回复力大小变大，则加速度增大，故B错误；根据“峰前质点上振”，波沿x轴正方向传播，可知b比c先到达平衡位置，故C正确；图象所示时刻b距离平衡位置比c点远，在该时刻b 点比c点的速率小，故D错误．故选C.5．简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点．若波沿x轴的正方向传播，下列说法正确的是(ꢀꢀ)CA．质点P此时刻的速度沿x轴的正方向B．质点P此时刻的加速度沿y轴的正方向C．再过半个周期时，质点P的位移为负值D．经过一个周期，质点P通过的路程为2A解析波沿x轴正方向传播，质点P的速度沿y轴正方向，加速度指向平衡位置，即沿y轴负方向，A、B错误；再过半个周期时，质点P位于平衡位置下方，此时位移为负值，C正确；经过一个周期，质点P通过的路程为4A，D错误．6．[上海市虹口区北虹中学2019高二下期中]一列横波在某一时刻的波形图如图所示，已知波沿x轴向左传播，则下列叙述正确的是(ꢀCꢀ)A．经过一定时间，E点将运动到C点处B．M点和P点的振动完全同步调C．P点比M点先到达最低位置D．B、D两点的加速度相同解析波传播过程中质点不会随波迁移，故A错误；M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致，它们间距不是波长的整数倍，振动情况不同步，故B错误；波向左传播，因此P点运动方向沿y轴负方向，M点运动方向沿y轴正方向，则P点比M点先到达最低位置，故C正确；回复力始终指向平衡位置，B、D两点的加速度大小相等，方向相反，故D错误．7．(多选)如图是一列沿x轴向右传播的横波在某个时刻的波形图线，由图线可知(ꢀꢀ)ABCA．质点a此时的速度是零B．质点b此时向y轴正方向运动C．质点c的加速度为正D．质点d的振幅小于2 cm解析质点a此时处于波峰位置，它的速度为零，故A正确；质点b此时位于平衡位置，根据波向右传播，可知质点b向y轴正方向运动，故B正确；质点c此时处于波谷位置，则回复力指向y轴正方向，即加速度为正，故C正确；所有质点的振幅均为2 cm，故D错误．题型3ꢀ波的图象和振动图象的关系8．[河南南阳2019高二下月考](多选)取向上为质点振动的正方向，得到如图甲、乙所示的两个图象，则图象上A、B两点的运动方向是( ꢀA Cꢀ)A．A点向下B．A点向上C．B点向下D．B点向上解析题图甲表示的是波的图象，由于波沿x轴负方向传播，所以图中质点A的振动方向向下，选项A正确、B错误；题图乙表示的是质点的振动图象，因为下一时刻位移为负值，故B质点向下运动，选项C正确、D错误．9．[河北唐山一中2019高三下冲刺]一列简谐横波，在t＝1 s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点P1的振动图象，则根据甲、乙两图判断不正确的是(ꢀꢀ)AA．此时刻，P2质点在平衡位置向下振动B．该波沿x轴负方向传播C．从t＝0时刻起经过时间Δt＝3 s，质点P1通过路程为6 cmD．t＝2 s时，P2的位移为2 cm解析判定波的传播方向可根据“上下坡法则”，即沿波的传播方向看，“上坡”的点向下振动，“下坡”的点向上振动，简称为“上坡下，下坡上”．t＝1 s时由题图乙可知，P1向下振动，根据“上下坡法则”可判定该波沿x轴负方向传播，则该时刻P2向上振动，经t =1 s到达波峰，A错误，B正确；t＝2 s时，P2的位移为2 cm，D正确；t＝0时刻起经过Δt＝3 s＝，经质点P1通过的路程为一个振幅，通过的路程为3A＝6 cm，C正确．故选A.第2节波的图象刷基础10．[辽宁沈阳东北育才学校2019高二下期中](多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t＝0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，t＝0.6 s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点，下列说法中正确的是(AꢀB Dꢀ)A．当t＝0.5 s时质点b和质点c的位移相等B．当t＝0.6 s时质点a的位移为cmC．质点c在0～0.6 s时间内沿x轴正方向移动了3 mD．质点d在0～0.6 s时间内通过的路程为20 cm解析由题意可得该波向右传播，质点起振的方向向上，波长是4 m，0.6 s的时间内传播的距离是λ，所以波的周期rad/s，波速t＝0时，质点b在波峰，质点c在平衡位置向上振动，故可得t＝0.5 s时，质点b的位移质点c的位移，，故质点b、c的位移相等，故A正确；质点a的初相为，振动方程为时间内只是在平衡位置上下振动，没有沿x轴正方向移动，故C错误；由题图可知，质点d在0～0.6 s内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置，在这段时间内通过的路程是2倍的振幅，为20 cm，故D正确．第2节波的图象刷易错易错点ꢀ不会对波形图进行平移11．图甲是一列简谐横波在t＝1.25 s时的波形图，已知c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振．则图乙所示振动图象对应的质点可能位于(ꢀꢀ)DA．a、b之间B．b、c之间C．c、d之间D．d、e之间解析因为c位置的质点比a位置的质点晚0.5 s起振，所以波向右传播，周期是1 s，在t＝1.25 s时的波形图也就是在t＝T＋T时的波形图，因此在t＝T时的波形图就是题图甲中波形左移四分之一波长后的部分，如图所示．与题图乙对照，可知对应的质点可能位于O、a之间或d、e之间，故D正确．易错分析画某段时间后的波形图，不是把波形图直接按照前面的波形图往后延线，而是把波形图平移，如本题．。
高中物理12.2波的图象课件新人教版选修3-4
答案：C
3．“上下坡”法 可以将波形图视为连绵起伏的山峰和 山谷，由波谷到波峰的部分称上坡路，由 波峰到波谷的部分为下坡路． 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“上坡下，下坡上”．如图．这是为便于应用而 提供的简便方法.
如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，波沿 x 轴的负方向传播，就标明的质点而言，速度为正、加速度为负的 质点是( A．P C．R ) B．Q D．S
用平移法求解图象问题时， 一定要注意波传播的 方向，t 时刻后的波形应沿传播方向移动 v·Δt，而 t 时刻之前的 波形应沿波传播方向的反方向平移 v·Δt.
1－1：一列简谐波在 t 时刻的波形图如图所示， 波沿 x 轴方向传播，且波速为 2 m/s，在图中分别画出(t＋3)s 和 (t－ 3)s 两个时刻波的图象．
如图所示为一列向左传播的简谐横波在某一时刻的 波形图，判断波形图上 P 点的振动方向．
解析： 因为波的传播方向向左，故 P 质点的前一个质
点的平衡位置在 P 质点的右边，该时刻 P 质点的前一个质点的 实际位置在 P 点的右上方，所以 P 点向上振动．
答案：向上
2．微平移法 原理：波向前传播，波形也向前平移． 方法：作出经微小时间
解析：
因波沿 x 轴的负方向传播，质点 R、S 处在下坡
的过程中，由“上下坡”法得，质点 R、S 的振动方向都向上， 质点 R、 S 的速度方向与 y 轴正方向一致，所以它们的速度都为 正．而质点 R 的加速度方向向上，与 y 轴正方向一致，加速度为 正； 质点 S 的加速度方向向下， 与 y 轴正方向相反， 加速度为负． 同 理可以判断质点 P 和 Q 的振动方向都向下，速度都为负．故正 确选项为 D.
最新人教版高中物理选修3---4 课件 波的图象3
一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其 波形如图所示.下列说法正确嘚是（AD）
A.由波形图可知该波嘚波长 B.由波形图可知该波嘚周期 C.经1/4周期后质元P运动到Q D.经1/4周期后质元R嘚速度变为零
.一列简谐横波在x轴上传播，某时刻嘚波形图如图所示，a、b、c为三个质元，a正向上运动.由此可 知（AC）
1m/s嘚速度水平向右传播，t =0时到达质点e，且波形如图所示。t =1s时，质点a第一次到达最低点， 则在0＜t＜1s这段时间内
a
b
cd
ef
A．质点c嘚加速度逐渐增大 B．质点a嘚速度逐渐增大 C．质点d向下运动 D．质点f保持静止
一列横波沿绳子向右传播，某时刻形成如图所示嘚凸凹形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质 点．
波嘚图象 蔺颖
简谐运动嘚规律可以用图象来表示,简谐横波也可以通过图象来研究.
假设介质中有一列连续质点,如果用横坐标表示这些质点平衡位置嘚分布,用纵坐标表示这些质点在某 一瞬间离开平衡位置嘚位移,此刻嘚图象就是机械波嘚图象
简谐横波嘚图象 简谐横波嘚图像：表示某时刻各质点嘚振动位移。 对于简谐横波，波嘚图像就是其波形图。
A．它们嘚振幅相同
B．其中D、F速度方向相同 C．其中A、C速度方向相同 D．从此时算起，B比C先回到平衡位置
波长,波速和频率嘚关系 机械波总是以一定嘚速度向前传播,而且在同
一介质期内传播嘚距离 2.相邻两个波峰或波谷之间嘚距离 3.相邻嘚振动状态总是完全相同嘚质点之间嘚距离 4.相邻嘚波峰和波谷嘚平衡位置之间两倍嘚距离
y
x o
图象反映嘚物理信息 v
y
x
振幅, 质点此刻嘚位移, 加速度嘚方向 若知波嘚传播方向,就可知质点嘚振动方向 若知知质点嘚振动方向,就可波嘚传播方向
2021年高中物理人教版(选修3-4)第十二章机械波第3节波长、频率和波速+课件+(共27张PPT)
巩固练习
8.某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所 示，已知在t=0.6秒时A点正好第三次出现波峰，则 波的周期为多少？波传到P点所需的时间为多少？P 点第一次出现波峰的时间是多少？
ｙ
ｏ
ｘ
3λ
新课内容
二、周期和频率
1.周期：波源振动的周期就是波的周期 2.频率：介质中任一质点在单位时间内完成的全振动次 数。f =1/T 3.特点 ①波传播一个波长的距离所需的时间为一个周期 ②波的振动周期和频率只与波源有关，与介质无关。 ③每经历一个周期，已有的波形图恢复原状。
波以一定的速度向前传播。在单位时间内某一波峰或波 谷（疏部和密部）向前移动的距离，等于波速。
巩固练习
5.呈水平状态的弹性绳，现在使其左端点在竖直面 内做周期为0.4s的简谐振动，已知t＝0时，左端点 开始向上振动，则图中哪一个表示t＝0.5s时的波形？
巩固练习
6.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t＝1s时的
波形图，图2是波中某振动质点位移随时间变化的振
动图象（两图用同一时间起点），则图2可能是图1
典例分析
ｙ ｏ
21
ｔ秒时 的波形
3
ｘ ｔ＋0.5秒 时的波形
结束
巩固练习
1.关于波的频率，下列说法中正确的是 A.波的频率由波源决定，与介质无关 B.波的频率与波速没有必然关系 C.波由一种介质传到另一种介质时，频率会变大 D.若质点的振动速度大，则对应波的速度也大
巩固练习
2.一列简谐波在x轴上传播，某时刻波形如图，已知
此时质点F运动方向向y轴负方向，则
A.波沿x轴负方向传播
B.质点D此时刻向下运动
y
C.质点B比质点C先回到平衡位置
12.2波的图像课件 人教版 高中物理选修3-4
振动图象
x /m
B
0.14
0.10 A
0 1 2 3 4 5 6 7 8 t /s
波的图象
y /m
B
0.14
0.10 A
0 1 2 3 4 5 6 7 8 x /m
2. 图象随时间的演变情况 ●振动图象
x /m
0
t / s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
信息:波的图象变化
波就向前传播一个波长的距离，虽然不同 时刻波的形状不同，但每隔一个周期又恢
复原来的形状，所以波在时间上也具有周 期性。
横波的图象特点：
横波的图象与形成横波的质点的分布形状
相似，故波的图象又叫波形图或波形曲线。
纵波的图象较为复杂,不再深入讨论。简谐 波的图象是一条正弦或余弦曲线
y
二：简谐波
0
1：什么是简谐波？
3. 判断质点运动方向的方法
●振动图象
●波的图象
x
x1
A
xy1
A
x
0
x1
t2
t1时刻质点向－x方向运动
质点A在向＋y方向运动
波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬 时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判 定另一个。 （口诀为: 沿着波的传播方向,“上坡下，下坡上
例1、一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图
O
X
平衡位置
（二）、波的图象物理意义:
表示介质中各质点在某一时刻偏离平衡位置 的位移.
波的传播方向的双向性: 不指定波的传播方向,图象中波可能向x轴 正向或负向传播.
周期性: 每经历一个(整数)周期,会出现完全相同的波形
(三）、波的图象变化情况
新人教版高中物理选修3-4同步课件：波的形成和传播
高中同步新课标·物理
高中同步新课标·物理
1.机械波的形成
高中同步新课标·物理
2．波的特点 (1)振幅：像绳波这种只在某个方向上传播的机械波， 若不计能量损失，各质点的振幅相同。 (2) 周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相 同。 (3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。 (4)各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波迁移。 (5)机械波向前传播的是振动这种运动形式， 同时也传 递能量和信息。
高中同步新课标·物理
①[判一判] 1．质点的振动位置不断转换即形成波( × ) 2．在绳波的形成和传播过程中，所有质点同时运动， 同时停止运动( × ) 3．在绳波的形成和传播过程中，所有质点的运动是近 似的匀速直线运动( × ) 4．机械波传播的是能量和振动形式，机械波不能在真 空中传播( √ )
高中同步新课标·物理
3． [多选](2016· 杭州高二检测)把一根长而 软的螺旋弹簧竖直提起来， 手有规律地上下振 动，则( )
A．在弹簧上形成一列机械波 B．在弹簧上形成波峰和波谷 C．弹簧上的质点自上而下振动 D．弹簧上的机械波自上而下传播
高中同步新课标·物理
解析：选 AD 弹簧上形成的是纵波，所以有密 部和疏部，A 正确，B 错误；波在传播过程中，质 点只在自己的平衡位置附近振动，不随波迁移， C 错误，D 正确。
高中同步新课标·物理
A．它们的振幅相同 B．质点 D 和 F 的速度方向相同 C．质点 A 和 C 的速度方向相同 D．从此时算起，质点 B 比 C 先回到平衡位置
高中同步新课标·物理
解析：选 AD 波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹 力作用跟着做受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质 点的振幅均相同，A 正确；波传播时，离波源远的质点的振 动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点 振动，由题图可知，波源在左端，因此，质点 D 跟随离波源 近的质点 C 正向上运动，质点 F 跟随离波源近的质点 E 正向 下运动，D 和 F 两者速度方向相反，B 错误；同理，此时质 点 A 正向下运动， 质点 C 正向上运动， 两者速度方向也相反， C 错误；由于此时 B、C 两质点都向上运动，B 比 C 先到最 大位移处，故 B 比 C 先回到平衡位置，D 正确。