3. 波的图像教案教学设计

第二章

机械波

2.3 波的图像

复习提问

1、波的产生条件有哪些？2、波的产生过程是怎样的？

3、振动在介质中的传播有哪些特点？

问题探究

怎样得到波的图像？

一、波的图像的绘制

1.用横坐标x表示在波传播方向上各个质点的平衡位置

2.用纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移

3.在xOy坐标平面上画出某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移

4.波的图像的画法：将某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用平滑的曲线连接起来

二、波的图像的物理意义

1、

波的图像表示介质中各个质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。

在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的。

1

问题探究

:那么波在不同时刻有什么变化呢？

2.求波在任意时刻的波形图

⑴

特殊点法

先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经∆t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。

⑵图象平移法

经过时间

Δt，波在传播方向移动的距离

Δx=vΔt

向平移Δx即得到相对应的图像.

机械波的振动状态和波形以波速匀速传播。

问题探究：如果波向左传播T/4后波的图像一样吗？

3. 波的传播方向、波的图像和质点的振动方向之间的关系。1)波的成因法:

前一质点依次带动后一质点延迟振动2

,因此，把图像沿传播方

先带后，后跟前,运动状态向后传. (2)微平移法.做出经微小时间后的波形,就知道了各质点经过Δt时间达到的位置,运动方向就可确定.

(3)上下坡法.将波的图像视为蜿蜒起伏的“山坡”，沿波的传播方向看，

“上坡路段”上的各质点都向下振动，“下坡路段”上的各质点都向上振动．简称“上坡下，下坡上”

(4)同侧法：在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点的运动方向，并在同一点沿水平方向画出一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。

三、波的图像与振动图像的异同

问题探究

（1）横坐标的物理意义？

（2）两种图像描述的对象？

（3）两种图像的物理意义？

1.相同点:两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线,振动图像和波的图像中的纵坐标均表示质点离开平衡位置的位移,纵坐标的最大值均表示质点的振幅. 2.不同点：

3

问题探究: 从图像上可以得到哪些信息？

⑴

直接描述量：

⑵间接描述量:

题型1.已知波的传播方向和波形图判断质点的振动方向。

例1.

图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向.

4

问题探究:如果这列波是向左传播的，则这四个质点的振动方向又如何？

题型2. 已知波形和质点的振动方向判断波的传播方向。

例2.

如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图，已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向.

问题探究

:

1.如果这个质点的振动方向向上，则波的传播方向又如何？

2.如果已知这个质点做减速运动，则波的传播方向又如何？

题型3. 已知波的传播方向和质点的振动方向画波形图。

例3.一列波振幅是2 cm，频率是4 Hz的简谐横波，

以32 cm/s的速度沿图中x轴正方向传播，在某时刻x坐标为－7 cm处的介质质点正好经过平衡位置向y轴正方向运动，画出此时刻的波形图。

课堂练习

1、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运动方向沿y轴负方向，则（

）

5

A、波沿x轴负方向传播

B、质点D此时刻向下运动

C、质点B比质点C先回到平衡位置

D、质点E振幅为0

课堂小结：

一、波的图像及其意义

（1）波的图像

（2）波的图像的意义

（3）波的图像与振动图像的区别

二、波的图像的应用

1.从图像上可以得到的物理量

2、判断质点的振动方向

判断波的传播方向

3 、据某时刻的波形图确定任意时刻的波形图

（1）描点作图法

（2）图像平移法

6