1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 选修3-4 第十二章 机械波成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 机械波 第十二章 第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 第二节 波 的 图 象第十二章 第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 学习目标定位 1课堂情景切入 2知识自主梳理 3重点难点突破 4考点题型设计 5课 时 作 业 6第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 学习目标定位第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 理解波
2、的图象的意义 能根据波的图象进行有关判断，以及根据有关信息画出波的图象能够区分振动图象与波动图象第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 课堂情景切入第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 运动会中的团体操表演，常常利用运动员下蹲、站起的动作来表现波浪。我们如何用图象来表现波的传播呢？第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 知识自主梳理第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 1图象的建立(1)用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的_，纵坐标y表示某一时刻各
3、个质点偏离平衡位置的_。(2)规定横波中位移方向向上时为正值，位移向下时为_。(3)在xy平面上，画出各个质点的平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点(x，y)。波的图象平衡位置位移负值第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (4)用_把各点连接起来就得到了横波的波形图象。平滑的曲线第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 2图象的物理意义波的图象描述的是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。3图象的特点(1)横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图象中的位移_，波谷即为图象中
4、位移_，波形中通过平衡位置的质点在图象中恰处于平衡位置。正向最大值负向的最大值第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (2)波形图线是_或_曲线的波称为简谐波，简谐波是最简单的波，对于简谐波而言，各个质点振动的最大位移都_。(3)波的图象的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形_。(4)波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图象中波可能向x轴_或x轴_传播。正弦余弦相同相同正向负向第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 如果已知一列波某时刻波形如图所示，那么我们从波的图象中可以获取的信息有以下几点：由波的图象可获取
5、的信息第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 1确定位移可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移。图象上各点的纵坐标表示各点在该时刻的位移。如上图中M点的位移是_。2确定振幅可以直接看出在波的传播过程中介质各点的振幅A，即波动图象上纵坐标最大值的绝对值，如上图中波的振幅为A_。2cm4cm第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 3判断质点的运动方向可以由波的传播方向判断质点的运动方向，也可以由质点的运动方向判断出波的传播方向。如上图中，由波向右传播，可知点M向_运动，反之，如果M向上运动，可知波向_传播。上右第十二章 第二
6、节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 重点难点突破第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 一、波的图象与振动图象的比较振动图象波的图象图象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第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 振动图象波的图象图上能表示的量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f1.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(波形在一个周期内传播的距
7、离)振幅A图随时间变化情况图线随时间延伸，原有部分图形不变整个波形沿波的传播方向平移，不同时刻波形一般不同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第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 特别提醒：(1)波的图象与振动图象外形上很相似，辨别它们时要看图象的横坐标是时间t还是位移x。(2)简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 根据如图所列的两图形，分别判断它们属于何种图象，并确定图中A、B两质点的运
8、动方向()A(a)是振动图象，(b)是波的图象B(a)是波的图象，(b)是振动图象C两质点均向上D两质点均向下答案：BD第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 二、波的传播方向和质点运动方向的判断方法已知质点的运动方向来判断波的传播方向或已知波的传播方向来判断质点的运动方向时，判断依据的基本规律是横波的形成与传播的特点，常用方法有：1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“上坡下、下坡上”(如图所示)。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 2同侧法在波的图象上的某一点，沿竖直方向画出一个箭
9、头表示质点运动方向，并设想在同一点沿水平方向画出一个简头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图所示)。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 3微平移法如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间t(tT4)后的波形如虚线所示。由图可见t时刻的质点由P1(P2)位置经t后运动到P1(P2)处，这样就可以判断质点的运动方向了。(如图所示)第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 特别提醒：实际应用时掌握以上方法中的一种或两种，常用“上下坡法”或“同侧法”。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理
10、 选修3-4 一列横波沿绳子传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点()A它们的振幅相同B若波向右传播，此时质点B、C、D向下振动，质点A、E、F向上振动第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 C若波向左传播，此时质点A、E、F向上振动，质点B、C、D向下振动D若波向右传播，从此时算起，质点B比C先回到平衡位置。答案：ACD解析：波中各质点均做受迫振动，不考虑能量损耗，各质点振幅相同，所以选项A正确；利用“上下坡法”可判选项B错误，C正确；由于此时B和C两点都向上运动，C比B后到达最大位移处，C回到平衡位置也比B迟，故选项D
11、正确。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 考点题型设计第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 如图所示，画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图象，由图象可知()对波的图象的认识A质点b此时位移为零B质点b此时向y方向运动C质点d的振幅是2cmD质点a再经过 T2 通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4cm第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：由图象可知质点b此时位于平衡位置，故其位移为零，A正确。根据带动法，在质点b靠近波源一侧的附近，选参考质点b，由于质点b在质点b上方，
12、所以此刻质点b向y方向运动，B错误。简谐波在介质中传播时，介质中各质点振幅都相同，故C正确。再经过T2，质点a运动到负向最大位移处，其路程为2A，即4cm，位移为2cm，故D错误。答案：AC第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 点评：正确解此题的关键有以下几点：理解波的图象的物理意义；掌握已知某一时刻波的图象，确定质点运动方向的方法；理解波的传播可看成波形的传播，不能误认为是质点的平移。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (北京市房山区周口店中学20142015学年高二下学期期中)如图所示为一列横波在某时刻的波形图，若此
13、时刻质点P正处于减速运动过程中，则此时刻()第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 A质点Q和质点N均处于减速运动过程中B质点Q和质点N均处于加速运动过程中C质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中D质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中答案：D解析：质点P减速运动，知P正向上振动，根据“上下坡法”知，波向右传播，则Q点向下振动，靠近平衡位置，N点向下振动，远离平衡位置，可知Q点向下加速运动，N点向下减速运动，故D正确，A、B、C错误。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 一列简谐波在t0时刻的波形图如
14、图(a)所示，图(b)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()波的图象与振动图象的关系第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 A若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是a点的振动图象B若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是b点的振动图象C若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是c点的振动图象D若波沿x轴正方向传播，(b)图可能是d点的振动图象第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：在(b)的振动图象中，t0时质点在平衡位置且向y轴正方向运动，在平衡位置的点只有b、d，故选项A、C错误；因题干中未给出波的传播方向，
15、此时还不知b、d的运动方向。若波沿x正向传播，波源在左侧，b、d两点都是在其左侧点的带动下振动的，b左侧的点在其上方，因此b质点正向上运动，符合要求，选项B正确；d左侧的点在其下方，d质点正向下运动，不合要求，选项D错误。答案：B点评：根据(b)图首先判定出此质点在O时刻的位置和振动方向，然后向波形图中寻找符合条件的点。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (合肥市部分重点中学20142015学年高二检测)一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是()A0.5m B1.5mC2.5mD3.5m答
16、案：C第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：本题考查波动图象与质点振动图象的关系，要明确波的传播方向与质点振动方向的关系，顺着波的传播方向看“上坡下”“下坡上”根据振动图象中t0时刻质点所处的位置和振动方向，可以判断C选项正确。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 画波的图象如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某一时刻的图象，请画出再经过 14 T后的波的图象。(T为波源的振动周期)()第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 解析：在图上取 5 个质点如图甲所示，由于波向 x
17、轴负方向传播，所以经过14T 后 H 到平衡位置，I 到波谷，J 到平衡位置，K 到波峰，L 到平衡位置，所以经14T 后的波的图象如图乙所示。答案：见解析第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 (青州市实验中学20142015学年高二下学期期中)在均匀介质中，一列沿x轴正向传播的横波，其波源O在第一个周期内的振动图象如图所示，则该波在第一个周期末的波形图是()第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 答案：D解析：由振动图象知，波源O在一个周期内刚好完成一次全振动，此时质点O在平衡位置向下振动，故选项D正确。第十二章 第二节成才之路 高中新课程 学习指导 人教版 物理 选修3-4 课 时 作 业（点此链接）