振动图像与波的图像
高二物理 振动和波的图象 ppt
1、利用振动图象的T和波动图象的λ可求波速； 2、由振动图和波动图找质点： ① 在振动图中找出波动图所在时刻质点的位置及振动方向； ② 根据波的传播方向，在波动图中找符合位置及振动方向的质点。
）
2、若上图为单摆做简谐运动的图线， 求单摆的摆长？（g=10m/s2） 秒摆：T=2s
L T 2 g
单摆做简谐运动的周期 与摆长、重力加速度有 关，与质量、振幅无关
下列有关单摆运动过程中的说法中，正确的是（ C ） A．单摆做的运动一定是简谐运动 B．回复力是重力和摆线拉力的合力 C．单摆过平衡位置时合力不为零 D．若用空心铁球内部装满水做摆球，球正下方 有一小孔，在运动过程中摆长一直变长
(2)可以表示出振幅A和周期T；
(3)可以判断出某时刻回复力 和加速度的方向；
加速度的方向；
(4)根据波的传播方向，可以判断此时 各质点的运动方向; (5)根据波的传播方向，可以画出下
(4)可以判断出某时刻质点的
速度方向; (5)可以判断某时刻系统动能
和势能的变化.
联 系
一时刻的波形图。
质点的振动是组成波动的基本要素之一
一、简谐运动
1、振动图象
物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律.
注意：振动图像不是质点的运动轨迹.
C
O B
2.振动图象反映的物理量
(1)可以表示出任意时刻振动质点的位置(位移x)；
(2)可以表示出振幅A和周期T；
(3)可以判断出某时刻回复力和加速度的方 向 及大小变化； (4)可以判断出某时刻质点的速度方向; (5)可以判断某时刻系统动能和势能的变化. v x
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和特征2、深刻理解波动图像意义和特征3、理解和掌握振动图像和波动图像的区别与联系难点重点理解和掌握振动图像和波动图像的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．振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。
（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。
（2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。
（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。
简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较：简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点．．．．在不同时刻的振动位移介质中各质点．．．在同一时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的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．描述波的物理量——波速、周期、波长：（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质决定。
注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。
（2）周期T：即质点的振动周期；由波源决定。
（3）波长λ：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。
注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。
结论： （1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。
由此：①v =λ/T =λf ；λ=vT . ②波长由波源和介质决定。
（2）质点振动nT （波传播n λ）时，波形不变。
振动图像与波的图像(课堂参照)
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。
机械振动与机械波：振动图像与波的图像及多解问题
三、振动图像与波得图像及多解问题一、振动图象与波得图象振动就是一个质点随时间得推移而呈现得现象；波动就是全部质点联合起来共同呈现得现象．简谐振动与其引起得简谐波得振幅、频率相同，二者得图象有相同得正弦（余弦）曲振动图象波动图象研究对象研究内容一质点位移随得变化规律某时刻所有质点得规律画出图线物理意义表示某在各时刻得位移表示某各质点得位移图线变化随时间推移，图线延续，但已有图像形状。
随时间推移，图象。
一完整曲线占横坐标距离表示一个。
表示一个。
m处得质点，Q就是平衡位置为x=4 m处得质点，图乙为质点Q得振动图象，则( ) A．t =0．15s时，质点Q得加速度达到正向最大B．t=0．15 s时，质点P得运动方向沿y轴负方向C．从t=0．10 s到t=0．25 s，该波沿x轴正方向传播了6 mD．从t=0．10 s到t=0．25 s，质点P通过得路程为30 cm【对应练习2】如图甲所示，为一列横波在t=0时刻得波动图像，图乙为质点P得振动图像，下列说法正确得就是（）A．波沿x轴正方向传播B．波沿x轴负方向传播C．波速为6m/sD．波速为4m/s【对应练习3】一列横波沿x轴正方向传播，a、b、c、d为介质中得沿波传播方向上四个质点得平衡位置。
某时刻得波形如图1所示，此后，若经过3/4周期开始计时，则图2描述得就是（）A．a处质点得振动图象B．b处质点得振动图象C．c处质点得振动图象D．d处质点得振动图象【对应练习4】图甲表示一简谐横波在t=20 s时得波形图，图乙就是该列波中得质点P得振动图象，由甲、乙两图中所提供得信息可知这列波得传播速度以及传播方向分别就是( )．A．v=25cm／s，向左传播B．v=50cm／s，向左传播C．v=25 cm／s．向右传播D．v=50 cm／s，向右传播．二、波动图象得多解1、波得空间得周期性：相距为得多个质点振动情况完全相同．2、波得时间得周期性：波在传播过程中，经过时，其波得图象相同．3、波得双向性：波得传播方向及质点得振动方向不确定，要全面考虑。
振动图像和波动图像
振动图象与波动图象的区别与联系⑴物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。
⑵图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。
⑶从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。
2.波的图象的画法波的图象中，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“上坡下，下坡上”）3.波的传播是匀速的在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。
n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。
因此在计算中既可以使用v=λ f，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。
4.介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。
5.起振方向介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。
6.巩固练习： 1．如图为一质点的振动图线，从图线上可以看出此质点做的是 运动，周期是 s ，振幅是 cm ，0.4s 时的位移是 cm ，0.6s 时的位移是 cm ．2．如图是一水平弹簧振子做简谐运动的振子的振动图像(x -t 图),由图可推断,振动系统( ) A ．在t 1和t 2时刻具有相等的动能和相同的动量 B ．在t 3和t 4时刻具有相等的势能和相同的动量 C ．在t 4和t 6时刻具有相同的位移和加速度 D ．在t 1和t 6时刻具有相同的速度和加速度3．右图为某简谐横波的图象，由图可知（ ） A ．波长为4mB ．周期为4sC ．振幅为2cmD ．波向x 轴正方向传播4．如图所示为一简谐波在t 时刻的图象．已知质点a 将比质点b 先回到平衡位置，则下列说法中正确的是( )A ．波沿x 轴正向传播B ．波沿x 轴负向传播C ．质点a 的速度正在增大D ．质点b 的速度正在增大 5．如图所示，实线A 是一列横波在某时刻的波形，虚线B 为经T 47后的波形图，根据图线可知波向 传播（填“左”或“右”），此时刻M 点向 运动，P 点向 运动．6．一列机械波在某一时刻的波形如实线所示，经过△t 时间的波形如虚线所示．已知波的传播速率为1m/s ，则下列四个数据中△t 的可能值为（ ）A ．1sB ．8sC ．9sD ．20s 7．一列机械波在介质中的传播速度是20m/s ，相邻两波峰间的距离为0.40m ，则( )A ．波源的振动频率为50HzB ．波源的振动周期为0．01s C ．波源每秒钟完成的全振动的次数为100次y/D．波源每秒钟完成的全振动的次数为50次8．有一单摆作简谐运动，其摆长为L，摆球质量为m，振动周期为T．为使其周期T变大，下述办法可行的是A．减小m B．增大L C．减小L D．将单摆放到重力加速度较小的地方例：如图所示，甲为某一波动在t =1.0S时的图象，乙为参与波动的P质点的振动图象，则(1)在甲图中画出再经3.5S时的波形图；(2)求再经过3.5S时P质点的路程S和位移。
振动和波图象
3，走坡法；
沿着波的传播方向看去，图象“上坡”段的质点均向下振动，而“下坡”段的质点均向上振动，
4，同侧法；在波的图象中波的传播方向和质点的振动方向位于图象的同侧，v0表示波的传播方向，vy表示质点的振动方向。
振幅A
波长λ；振幅A
波峰及波谷的位置
图象上某一点的意义
在某时刻（横坐标）做简谐振动的物体相对平衡位置的位移（纵坐标）
在某一时刻距坐标原点的距离一定（横坐标）的质Fra bibliotek的位移（纵坐标）
由波的传播方向确定质点的振动方向（或由质点振动方向确定波的传播方向）
1，特殊点法；在质点p靠近波源一方附近图象上找另一点p、，若p、在下方，则p向下运动。
振动图象
波动图象
函数关系
一个质点做简谐振动，它的位移x随时间t变化关系
在某一时刻某一直线上各个质点位移所形成的图线（横波）
坐标
横轴
一个质点的振动时间
各质点平衡位置距坐标原点的位置（距离）
纵轴
一个质点不同时刻相对平衡位置的位移
各质点同一时刻相对各自平衡位置的位移
形状
正弦或余弦函数图象
直接得到的数据
周期T
振动图像和波动图像PPT课件
0
t/s 1 2 3 4 5 图乙
图甲
解： λ=4m T=4s v=λ/ T =1m/s 由图乙得： x＝2m处质点在t = 3s 时的位移为0, 振动 方向为+y方向， 如甲图蓝线所示， 所以该横波的传播方向为-x方向。
054.08年北京市海淀区一模试卷17 17. 一列横波在x轴上传播，图（甲）为t=1.0s时的波 动图像，图（乙）为介质中质点P的振动图像。对该 波的传播方向和传播波速度的说法正确的是 （ B ） A．沿+x方向传播，波速为4.0m/s B．沿- x方向传播， 波速为4.0m/s C．沿+ x方向传播，波速为2.5m/s D．沿- x方向传播，波速为2.5 m/s y/cm y/cm 0.2 0.2 P 0 0 1 2 3 4 0.5 1.0 t/s x/m -0.2 -0.2 图 (甲 ) 图 (乙 ) 解: 由图乙, t=1.0s时P的振动方向向下, 所以波沿- x方向传播.
振动图像和波动图像
振动图象和波的图象 振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别 , 但实际上它们有本质的区别。 ⑴物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻 的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻 的位移。
⑵图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表 示时间；波的图象的横坐标表示距离。
y/cm 15 x/cm 0 -15 10 20 30 40 50 0 -15 5 10 15 20 25 15 t/10-3 s y/cm
图2 图1 【解析】本小题考查对振动图像和波动图像的理解 和对波动规律的数学表达能力，考查理解能力。
006.江苏南通08届第一次基础调研测试12B （1） 12. B.（1） （模块3-4试题） （1）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t = 3s时的 波形图，图乙是波上x＝2m处质点的振动图线．则该 横波的速度为 1 m/s，传播方向为 -x方向 ． y/cm y/cm 0 x/ 1 2 3 4 5m
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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A 若波沿x轴正向传播，图乙为A点振动图象 B 若波沿x轴正向传播，图乙为B点振动图象 C 若波沿x轴负向传播，图乙为C点振动图象 D 若波沿x轴负向传播，图乙为D点振动图象
注意波速的双 向性！！！
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总结
解决波的图像问题，从以下几个方面入手
✓ 看清楚图像类型：波的图像？还是振动图 像？已知物理量？
（4）求再234经、、、经的像相过位4如路过距沿对m3移图程./5时离传应s0峰运时最形：s 间播的时及间后动。2x方 图波内按方.p8质t谷 这 正向m向像v，点 特 两 弦；平。沿t殊 点 规然的，移传点 所 律后路因确） 达 画播x程此并 到 出定方，S，确 的 新经向即'和定 位 的把移得其 置 波位t图动到；移S平。移法
在一个周期内振动图像的是？
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拓展：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 动图像，则图2可能是图1中哪个质
B．x = 1m处的质点；
A
C．x = 2m处的质点；
D．x = 3m处的质点。
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例 题 3 、一列简谐波某时刻波形如甲图所示，乙图 表示该波传播的介质中某点此后一段时间内的振动图
振动图像与波的图像
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1
比较振动图像与波的图像
振动图像——视频W 波形图——照片2
例题1：如图所示，甲为某一波动在t=1.0s时的图像，乙为 参与该波动的P特质殊点点的法振动图像 （1）说出两图中AA'的意义？ （2）求该波速v=？求波在某时刻的波形法一： （3）在甲1图、中两画图出先中再找A出经A两'3表.点5示s（时振平的幅衡位波置形和图波。
1.0
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例区题分2三：种振表源述A：带动细绳上下振动，某时刻 在从绳波上传形到成P点的开横始波计波时，形问如图图图甲乙所中示能表，示规P定点 绳传在从点上播一波在各到个传一质绳周播个点上期到周内绳期向P点振上内上动振Q开运点图动始动开图像计方始像的时计向的是，时是？为，图？正图乙方乙中向中能，能表表从示示波PP 点从在波一传个到周Q点期开内始振计动时图，问像图的图是乙中能表示Q点
✓ 理清波传播的方向与质点振动方向的关系
✓ 找出振动图像与波的图像的关联点（时刻 对应）
✓ 找出传播距离与波长、周期（频率）与波 速的关系(注意多解的问题)。
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