高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述精品ppt课件

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理解波长、频率和波速的意义及其联系。
理解波形图的物理意义。
能判断波的传播方向和质点的振动方向。
能区分振动和波的图像。
我们可以形象的理解为：
2.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置
1.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
3.图像的物理意义：波的图像表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移。
波的图像是在波的传播方向上介质中各振动质点的连线在某一时刻的波形．
4.波的图象也称波形图或波形曲线．
5.简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
（1）简谐运动在介质中传播形成简谐波.（2）简谐波是一种最基本、最简单的波.
从波的图象上可获得的物理信息
2.各个质点的振幅A ;
3.能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况；
4.可以画出另一时刻的波形图。
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例1.一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，已知此时质点F的运动方向向y轴负方向，则（　　）A．此波向x轴正方向传播B．质点C将比质点B先回到平衡位置C．质点C此时向y轴正方向运动D．质点E的振幅为零
【答案】B【详解】A．此时质点F向y轴负方向振动，根据波形平移法可知，此波向x轴负方向传播，故A错误；B．由于波向x轴负方向传播，可知此时质点B向上振动，则质点C将比质点B先回到平衡位置，故B正确；C．此时质点C处于正的最大位移，可知质点C此时向y轴负方向运动，故C错误；D．此时质点E的位移为零，但质点E的振幅不为零，故D错误。故选B。
1　关于如图所示的波形图，下列说法中不正确的是（　　）A．该列波的振幅是0.1mB．x=15cm处质点的位移是0.1mC．若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向D．质点A的加速度为沿y轴负方向，而B、C的加速度沿y轴正方向
【答案】B【详解】A．由图可知，该波的振幅为0.1m，故A说法正确；B．x=15cm处质点的位移是-0.1m，故B说法错误；C．此时A、B速度同向，若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向，故C说法正确；D．各质点加速度方向总是指向平衡位置。故D说法正确。选不正确的，故选B。
1.定义: 在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。通常用用符号 λ 表示。
在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)之间的距离等于波长。
在波动中，相隔等于波长（λ）的两个点的振动特点：
（1）对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同．
（3）振动步调总保持相同.
那么，相隔λ/2的奇数倍两个质点的步调总是相反。
（2）速度大小和方向总保持相同.
同相点:相距为整数个波长(nλ)的两质点的振动完全相同,称同相点,如A质点与B质点。
反相点:相距为半波长的奇数倍(2n+1)λ/2的两质点的振动完全相反，称反相点，如C质点与D质点。
周期（T）、频率（f）
波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。
1.波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。
2.每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。
3.每经历一个周期，原有的波形图不改变。
即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.
2.波从一种介质进入另一种介质，周期不变，波长和波速均发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。
1.波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同，在同一均匀介质中是匀速传播的。
反映振动在介质中传播的快慢程度.
2.波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立。
1.波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定。
当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，波速发生变化，周期（或频率）保持不变。
波长、周期（频率）和波速的关系
波的图象与振动图象的区别
1.研究对象2.横坐标表示3.读出的物理量
1.图象形状都是正弦或余弦曲线
2.纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移
1.某一质点（不同时刻）
3.纵坐标的最大值都表示振幅
例2.一列简谐波在时的波形图如图甲所示，图乙是这列波中P点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（　　）A．v=5.0cm/s ，沿x轴负方向传播B．v=2.5cm/s ，沿x轴负方向传播C．v=5.0cm/s ，沿x轴正方向传播D．v=2.5cm/s，沿x轴正方向传播
【答案】A【详解】由图甲可知，这列波的波长λ=10cm,由图乙可知，这列波的周期T=2s,则波速 ,由周期性可知P点t=10s时的振动情况和t=0的振动情况相同，可知t=0时P点向y轴正方向运动，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播。故选A。
2　一列简谐横波沿x轴正方向传播，速度为0.5m/s。t＝1s时波形如图甲所示，a、b、c、d是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（　　）A．这列波的波长为1mB．t＝0s时质点a的速度与质点b的速度相等C．t＝1s时质点a的加速度大小比质点b的加速度大D．如图乙表示的是质点b的振动图像
【答案】C【详解】A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s，则波长 ，故A错误；B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，故B错误；C．由图甲可知，t=1s时，此时质点b在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点a在波峰处，位移最大，加速度最大，故C正确；D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，故D错误。故选C。
1.如图（a）所示，用手拿着绳子的一端上下摆动，保持摆动幅度相等，就会看到一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去，设在t时刻波传到P点，则下列判断正确的是（    ）A．在此时刻质点B速度向上B．在此时刻质点A（在波谷处）速度向上C．再过 时间，绳上波形如图（b）所示D．再过 时间，质点A向右移过 的距离
【答案】B【详解】A．波向右传播，此时刻质点B速度向下，故A错误；B．在此时刻质点A（在波谷处）速度向上，故B正确；C．再过 时间，波形图反相，即与（a）图反相，与（b）图也反相，故C错误；D．质点A并不向前移动，只在自己的平衡位置附近振动，故D错误。故选B。
2.（多选）一列简谐横波沿直线传播。t=0时刻波源O由平衡位置开始振动，在波的传播方向上平衡位置距O点0.9m处有一质点A，其振动图像如图所示。下列说法正确的是（　　）A．波源起振方向沿y轴正方向B．该简谐波波长为4mC．该简谐波周期为4s D．该简谐波波速大小为1.2m/s
【答案】AC【详解】A．据波的传播特点知，各个质点的起振方向与波源的起振方向相同，由图像可知，A点的起振方向沿y轴正方向，则波源的起振方向是沿y轴正方向，故A正确；BCD．由图可知，该简谐波周期为4s，且A点比波源O晚3s振动，即波从O传到A的时间 为3s，则由公式 可得，该简谐波波速大小为 ，由公式 可得，该简谐波波长为λ=1.2m，故BD错误，C正确。故选AC。
3.（多选）一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t1=2s时的波形图，虚线为t2=8s时的波形图。以下关于平衡位置在O处质点的振动图像，可能正确的是（　　）
【答案】AC【详解】AB．若机械波沿x轴正方向传播，在t1=2s时O点振动方向竖直向上，则传播时间满足 ，解得 ，当n=0 时，T=8s，则0时刻O点处于负的最大位移处，故A正确，B错误；CD．若机械波沿x轴负方向传播，则满足 ，解得 。当n=0时，T=24s，在 时O点处于波谷，则0时刻，O在平衡位置上方位移为正值，故C正确，D错误。故选AC。
4.考虑一机械波沿均匀介质传播的情况，如果将波源的振动频率变成原来的2倍， 其它条件不变，则（　　）A．波的传播速度变为原来的B．波的传播速度变为原来的2倍C．波长变为原来的D．波长变为原来的2倍
【答案】C【详解】AB．机械波的传播速度有介质决定，介质一定，传播速度一定，则波源的振动频率时，由于介质一定，机械波的传播速度不变，AB错误；CD．根据 ,可知，波速一定，频率变成原来的2倍，则波长变为原来的，C正确，D错误。故选C。
5.一列简谐横波沿x轴方向传播，时刻的波形如图所示，介质中质点P、Q的平衡位置分别在处。从时刻开始，质点P比质点Q晚第一次到达波谷，求（1）该波的传播方向以及传播速度的大小v；（2）从时刻到时刻的时间内，质点P运动的路程s；（3） 在乙图中画出处的质点在时的波形图。
【答案】（1）沿x轴正方向传播，2m/s；（2）4m；（3）见解析【详解】（1）无论正向传播还是负向传播，质点P、Q在此时刻速度方向相反，质点Q先到达波谷，所以此时质点Q向下运动，根据平移法，得波沿x轴正方向传播，设周期为T，根据质点P比质点Q晚Δt=1s 第一次到达波谷，得 ,解得T=2s，根据公式 ,得 ,（2）从时刻到质点P运动5个周期，所以有路程为s=0.2m×4×5=4m;（3）由题可知，经过t=2.5s，各点运动了 的时间，所以波形图如下
波的图像：是在波的传播方向上介质中各振动质点的连线在某一时刻的波形．
简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。