人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述多媒体教学课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述多媒体教学课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了振动相位，相邻波峰，相邻波谷，相邻疏部，相邻密部，相同的，一个波长，答案见解析，平衡位置，简谐运动等内容，欢迎下载使用。
整体感知·自我新知初探
[学习任务]　1．知道波长、频率和波速的概念及物理意义。2．通过对波的图像和振动图像的观察，能区分波的图像和振动图像。3．借助有关描述波的物理量，结合生活实际，培养学习兴趣。
[问题初探]　问题1．描述波的物理量有哪些？问题2．介质中有正弦波传播时，介质中的质点在做什么运动？问题3．波的图像与振动图像的区别是什么？
[自我感知]　经过你认真的预习，结合你对本节课的理解和认识，请画出本节课的知识逻辑体系。
探究重构·关键能力达成
1．波长(1)定义在波的传播方向上，________总是相同的两个____质点间的距离，通常用λ表示。
知识点一　波长、频率和波速
(2)特征在横波中，两个________或两个________之间的距离等于波长。在纵波中，两个________或两个________之间的距离等于波长。注意：“相邻”和“振动相位总是相同的”是波长定义的关键，二者缺一不可。
提醒：某种机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速改变。
(选自鲁科版教材)停在水面上的两艘船相距24 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动20次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，这时两船之间还有另一个波峰，如图所示。将水波视为横波。
问题1　这列水波的波长和频率是多少？
问题2　这列水波的波速是多少？
1．波长的三种求法(1)定义法：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。注意：两个关键词：“振动相位总是相同”“两个相邻质点”。“振动相位总是相同”的两质点，在波的图像上振动位移总是相同，振动速度总是相同。
(2)图像法①在波的图像上，无论从什么位置开始，一个完整的正(余)弦曲线对应的水平距离为一个波长。②在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。(3)公式法：根据公式λ＝vT来确定。
思路点拨：已知波向右传播，说明右边的质点比它左边相邻的质点要滞后一些，这是解答第(2)题和第(4)题的出发点。
【典例2】　(波速、波长和周期)原点O处有一简谐横波波源，t＝0时波源开始振动，形成沿x轴正向传播的机械波，当t＝0.6 s时的波形图如图所示，此时质点P刚好开始振动，下列说法不正确的是(　　)
A．这列波的传播速度为10 m/sB．t＝0.7 s时质点b运动方向沿y轴正方向C．再经过0.1 s质点a通过的路程小于10 cmD．此时质点a与质点b运动方向相反
1．波的图像的意义波的图像描述的是某一时刻，沿波的传播方向的各个质点偏离________的位移。2．简谐波如果波的____是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。可以证明，介质中有正弦波传播时，介质的质点在做________。
知识点二　波的图像与振动图像的区别与联系
3．波的图像与振动图像的区别(1)波的图像表示介质中的“各个质点”在“________”的位移。类似于生活中的“照相”。(2)振动图像表示介质中的“某一质点”在“________”的位移。类似于生活中的“录像”。
提醒：形成简谐波时，波源做简谐运动，介质中各质点也随着做简谐运动。
(下表选自教科版教材)波的图像与振动图像的比较
(选自粤教版教材)一列简谐横波波源的振动图像如图所示，若已知该列波在某均匀介质中的传播速度为0.85 m/s。
问题　请画出该列波在t＝0时刻的波的图像。取波源的平衡位置为坐标原点。
提示：机械波是机械振动在介质中的传播。简谐机械波的周期、振幅与波源处的简谐运动的周期、振幅相同。该机械波波源的周期为10 s，振幅为0.81 m，故该机械波的周期T＝10 s，振幅为0.81 m。由于其传播速度v＝0.85 m/s，故波长λ＝Tv＝8.5 m
取t＝0时刻的波源的平衡位置为坐标原点，则其波的图像如图所示。
1．对波的图像的理解(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。
(3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即图像中的位移正向的最大值，波谷即图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰好处于平衡位置。(4)波的图像具有周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。每经过一个周期，波的图像复原一次。
(5)波的传播方向具有双向性波沿x轴传播时，可以沿x轴正向传播，也可以沿x轴负向传播，具有双向性。2．由波的图像可获取的信息(1)可以直接读出在该时刻各个质点的位移。(2)可以直接读出各质点的振幅A。(3)可以直接读出波的波长λ。(4)可以根据波形图、波的传播方向判断该时刻某个质点的振动方向。
【典例3】　(波的图像与振动图像的关系)(2020·北京卷)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．该横波沿x轴负方向传播B．质点N该时刻向y轴负方向运动C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同
B　[由题图乙可知质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据“上下坡”法或者“微平移”法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确；质点L只在平衡位置附近沿y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错误；该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度沿y轴负方向，质点M加速度沿y轴正方向，故D错误。故选B。]
【典例4】　(选自鲁科版教材·波的图像与振动图像的综合)图(a)是一列简谐横波在t＝2 s时的图像，图(b)是这列波中质点P的振动图像，求该波的传播速度和传播方向。
[答案]　50 cm/s　沿x轴负方向
方法技巧　每个质点都重复波源的振动形式，因此振动周期也是波传播的周期。
应用迁移·随堂评估自测
1．(多选)关于波的图像，下列说法正确的是(　　)A．波的图像反映的是某一时刻介质中各质点的位移B．若已知某一质点在某时刻的振动方向，则可以由波的图像判断出波的传播方向C．从波的图像中能读出质点的振幅和周期D．在不同时刻波的图像有可能完全相同
ABD　[波的图像表示的是某一时刻介质中各质点的位移，A正确；波动是振动的传播，质点的振动方向和波的传播方向可以进行互判，B正确；从波的图像中能读出质点的振幅，但是不能读出周期，振动图像的横轴是时间轴，可以从振动图像中读出周期，C错误；波的图像随时间一直在变化，连续波每隔一个周期波形完全相同，D正确。]
2．(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，波源在坐标原点，波速v＝10 m/s，已知在t＝0时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到x＝5 m处。下列说法正确的是(　　)
A．这列波的振幅为10 cmB．这列波的周期为4 sC．这列波的波长为4 mD．0.2 s后，质点a运动到质点b现在所处的位置
3．(多选)A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经过t＝TA时间(TA为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB可能是(　　)
A．2∶1　　　B．4∶1　　　C．1∶2　　　D．1∶4
4．(多选)一列简谐横波在某均匀介质中沿x轴传播，从x＝3 m处的质点a开始振动时计时，图甲为t0时刻的波形图且质点a正沿y轴正方向运动，图乙为质点a的振动图像，则下列说法正确的是(　　)
A．该波沿x轴负方向传播，频率为25 HzB．该波沿x轴正方向传播，波速为200 m/sC．若图甲波形图是第一次出现，则t0＝2.5×10-2 sD．从t0时刻起，a、b、c三质点中c最先回到平衡位置
回归本节知识，完成以下问题：1．波的图像的纵、横坐标分别代表什么？
提示：纵坐标代表质点离开平衡位置的位移，横坐标代表质点的平衡位置。
2．波的图像的物理意义是什么？
提示：某时刻不同质点的位移。