波的图象及其应用

波的图象及其应用

张书生

一. 波的图象的意义

波的图象是表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源做简谐振动时，它在介质中形成简谐波，其波动图象为正弦或余弦图线。因此，波动图象是介质中某时刻一系列质点的振动情况的反映。

二. 由波的图象（图1）可获取下列信息

图1

1. 该时刻各质点的位移；

2. 质点振动的振幅；

3. 波长；

4. 若知道波速v 的方向，可知各质点的运动方向，如图1所示，该波速方向向右，则1、4质点沿-y 方向运动；2、3质点向+y 方向运动。

5. 若知道该时刻某质点的运动方向，可判断波的传播方向。如图1所示，设质点4向上运动，则该波向左传播。

6. 若已知波速v 的大小，可求出频率f 或周期T ：f T v =

=1λ。 7. 若已知f 或T ，可求出v 的大小：v f T ==λλ

8. 若已知波速v 的大小和方向，可画出后一时刻的波形图：波在均匀介质中做匀速运动，时间△t 内各质点的运动形式沿波速方向传播??x v t =，即把原波形沿波的传播方向平移△x 。

三. 波的图象应用中的几个问题

1. 画波的图象

要画出波的图像，通常需要知道波长λ、振幅A 、波的传播方向以及横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动方向）这四个要素。

2. 如何根据波的传播方向（或质点的振动方向），来判断图象上该时刻各质点的振动方向（或波的传播方向）。

方法很多，这里只介绍最简单也是最实用的一种，即“口诀法”：沿波的传播方向看，“上山低头”“下山抬头”。其中“低头”表示质点向下振动。“抬头”表示质点向上振动。与人低头爬山，下山抬头远眺类比形象助记，十分简捷地判断两者方向间的关系。如图2（a ）、（b ）所示，在图（a ）中已知波向右传播，则向右看，OA 段为上山，故质点P 向下运动；AB 段为下山，则质点Q 向上运动。在（b ）图中，已知质点P 向下运动，即低头，只有上山才低头，也只有向左看才上山。故波向左传播。

图2

3. 如何根据波速v 和波形，画出再经过△t 时间的波形图。

（1）平移法，先算出经△t 时间波传播的距离??x v t =·，再把波形沿波的传播方向平移△x 即可。因为波动图象的重复性，若知波长λ，则波形平移n λ时波形不变，当?x n x =+λ时，可采取去整n λ留零x 的方法，只需平移x 即可。

（2）特殊点法：在波形上找两特殊点，如果平衡位置的点与它相临的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看?t nT t =+，由于经nT 波形不变，所以也采取去整nT 留零t 的方法，分别作出两特殊点经t 后的位置，然后按正弦规律画出新波形。

4. 如何根据振幅A 和周期，求振动质点在△t 时间内的路程和位移。

求振动质点的路程和位移，由于牵涉质点初始状态，若用正弦函数较复杂，但△t 若为半周期T/2的整数倍则很容易。

在半周期内质点路程为2A ，则△t 内的路程s t T A =[/(/)]?22·，n ＝1，2，3，…当质点的初始位移为x x 10=时，经T/2的奇数倍时，x x 20=-；经T/2偶数倍时，x x 20=。

5. 如何应用??x v t =·

（1）因为??x n x t nT t =+=+λ，，应用时注意波动的重复性；v 有正、负，应用时注意波传播的双向性。

（2）由△x 、△t 求v 时，注意多解性。

例1. 一简谐横波在x 轴上传播，在某时刻的波形如图3所示。已知此时质点F 的运动方向向下，则（ ）

图3

A. 此波朝x 轴负方向传播

B. 质点D 此时向下振动

C. 质点B将比质点C先回到平衡位置

D. 质点E的振幅为零

解析：此题可依照“口诀法”分析。在题图中，波的传播方向向左时，从IG段各个质点均处于“下坡”阶段，从G段各个质点均处于“上坡”阶段，由题中可知F点向下振动，正符合上述结论。故A、B均正确，C错。而质点的振幅不为零，D错。

正确选项为AB。

例2.一列横波在t＝0时刻的波形如图4中实线所示，在t＝1s时刻的波形如图4中虚线所示，由此可判断此波的（）

图4

A. 波长一定是4cm

B. 周期一定是4s

C. 振幅一定是2cm

D. 传播速度一定是1cm/s

解析：从图中可以直接确定波长和振幅，即A、C。由于不知波的传播方向，周期和波速就没有定解，所以B、D两项不能选。

点评：由于波动的多解性和重复性，氢，在没给出波的传播方向时，波的周期和波速没法确定。

知识讲解波的图像

波的图像 编稿：张金虎审稿：吴嘉峰 【学习目标】 1．理解波的图像的意义．知道波的图像的横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波． 2．能在简谐波的图像中指出波长和质点的振动的振幅． 3．已知某一时刻某简谐波的图像和波的传播方向，能画出下一时刻的波的图像。并能指出图像中各个质点在该时刻的振动方向． 【要点梳理】 要点一、波的图像 1．图像的建立 用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向某一个方向时为正值，位移方向向相反的方向时为负值．在xOy平面上，描出各个质点平衡位置x与对应的各质点偏离平衡位置的位移y的坐标点（xy，），用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图像（如图所示）． 2．图像的特点 （1）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，波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置． （2）波形图像是正弦或余弦曲线的波称为简谐波．简谐波是最简单的波． （3）波的图像的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同． （4）波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图像中波可能向x轴正方向或z轴负方向传播． 波动图像的意义：描述在波的传播方向上的介质中的各质点在某一时刻离开平衡位置的位移．3．由波的图像可以获得的信息 知道了一列波在某时刻的波形图像，如图所示，能从这列波的图像中了解到波的传播情况主要有以下几点：

（1）可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移． 图线上各点的纵坐标表示的是各质点在该时刻的位移．如图中的M点的位移是2 cm ．．（2）可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A，即波动图线上纵坐标最大值的绝对值，即4 cm A ． （3）可以判断出沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向． 如要确定图线上N点的振动方向，可以根据波的传播方向和波的形成过程，知道质点N开始振动的时刻比它左侧相邻质点M要滞后一些，所以质点M在此时刻的位移值是质点N在下一时刻的位移值，由此判断出质点N此时刻的速度方向应沿y轴正方向，即向上振动．如果这列波的传播方向改为自右向左，则质点M开始振动的时刻比它右侧相邻质点N要滞后一些，所以质点N此时刻的位移值将是质点M在晚些时刻的位移值，由此判断出质点M此时刻的速度方向应沿y-方向，即向下振动．总之，利用波的传播方向确定质点运动方向的方法是要抓住波动的成因，即先振动的质点（即相邻两点中离波源比较近的质点）总是要带动后面的质点（即相邻两点中离波源比较远的质点）运动． 要点二、波的传播方向与质点振动方向的关系 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波形成与传播的特点，常用的方法有： 方法一（上下坡法）：沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动；“下坡”处的质点向上振动，简称“上坡下，下坡上”（如图甲所示）． 方法二（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运动方向，并设想在同一点沿水平方向画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（如图乙所示）．

《机械波》实用教案

机械振动和机械波 一、波的形成和传播 1、波的形成-------------------------------------------------------------------------------------->分解传播过程 （1）波的形成过程：（图演示）波源的振动带动周围质点做受迫振动。 （2）波的形成条件：波源+介质 2、波的传播 （1）各质点振动的T、f、A与波源相同，起振时状态相同； （2）离开波源越远，起振越慢开始，相位落后越多（下表）；----------------------->相位即“弧度” 时刻P0P1P2P3P4 00———— T/8π/40——— T/4π/2π/40—— 3T/83π/4π/2π/40— T/2π3π/4π/2π/40 （3）机械波传递波源的振动形式、能量和信息，不传播质点； ①. 每个质点在各自的平衡位置附近振动 ②. 波形向传播方向“平移” （4）起振时间相差T的整数倍的质点，运动状态总相同。

3、波的分类 （1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直 ①. 特征：波形具有波峰和波谷相间 ②. 实例：绳波，水波 （2）纵波：质点的振动方向雨波的传播方向相同 ①. 特征：波形具有密部和疏部相间 ②. 实例：声波，弹簧波动 <练习> 1．下列关于振动和波的关系，正确的是（） A、有机械波必有机械振动 B、有机械振动必有波 C、离波源越远的质点振动周期越长 D、波源停止振动时，介质中的波动立即停止 2．下列关于机械波的说法正确的是（） A、相邻的质点要互相做功 B、纵波的质点可以随波迁移 C、振源开始时怎样振动，其它质点开始时就怎样振动 D、波中各质点的振动频率是相同的 3．如图所示，是一列沿绳子向右传播的横波，除去第1点，在途中速度最大的点是第（）点，加速度最大的点是第（）点。 4．一列横波某时刻的波形如图所示，经过0.25s途中P点第一次到达波峰，此后在经过0.75s，P点的位移和速度可能是（） A、位移是2cm，速度为零 B、位移是零，速度方向沿+y方向 C、位移是-2cm，速度为零 D、位移是零，速度方向沿-y方向 5．如图为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的情形，由图可判别A点刚开始振动时的振动方向是（） A、向左 B、向右 C、向上 D、向下 答案：A；ACD；3，5；BD；D；

高中物理知识点总结：波的性质与波的图像、波的现象与声波

一. 教学内容： 1. 波的性质与波的图像 2. 波的现象与声波 【要点扫描】 波的性质与波的图像 （一）机械波 1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波． 2、产生条件：（1）有做机械振动的物体作为波源．（2）有能传播机械振动的介质． 3、分类：①横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷 ②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上．质点分布密的叫密部，疏的部分叫疏部，液体和气体不能传播横波。 4. 机械波的传播过程 （1）机械波传播的是振动形式和能量．质点只在各自的平衡位置附近做振动，并不随波迁移．后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。 （2）介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同． （3）由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动． （二）描述机械波的物理量 1. 波长λ：两个相邻的，在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中两相邻的密部（或疏部）中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长 2. 周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率（或周期），波速与波长都发生变化．

3. 波速：单位时间内波向外传播的距离。v＝s/t＝λ/T＝λf，波速的大小由介质决定。 （三）说明：①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率. 波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵敏，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传播速度较大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关． 波长是质点完成一次全振动所传播的距离，所以波长的长度与波速v和周期T 有关．即波长由波源和介质共同决定． 由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变． ②振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后．沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的．反之，相距1/2个波长的两质点的振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步（同相振动）；与波源相距为1/2波长的奇数倍的质点与波源的振动步调相反（反相振动．） （四）波的图象 （1）波的图象 ①坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为y轴表示质点位移． ②意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移． ③形状：正弦（或余弦）． 要画出波的图象通常需要知道波长λ、振幅A、波的传播方向（或波源的方位）、横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动方向）这四个要素． （2）简谐波图象的应用 ①从图象上直接读出波长和振幅．

高中物理：波的图象教案

高中物理-波的图象教案 教学过程 1．波的图象 a.横坐标——表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。 b.纵坐标——表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 c.连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形成了波的图象,如图1中甲表示 某一时刻绳上的一列横波,乙是它的图象。 d.横波的图象与纵波的图象形状相似,波的图象又叫波形图。 (纵波的图象较为复杂,不再深入讨论。简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线。) 2．波的图象的物理意义 波的图象表示介质中各质点在某一时刻(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。 --图2表示经过Δt时间后的波的形状和各质点的位移。 --从某种意义上讲,波的图象可以看作是“位移对空间的展 开图”,即波的图象具有空间的周期性；同时每经过一个周期波就向前传播一个波长的距离,虽然不同时刻波的形状不同,但每隔一个周期又恢复原来的形状,所以波在时间上也具有周期性。 3．从波的图象上可获取的物理信息 例：如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的 图象求：(1) 已知波向右传播,说明A、B、C、D质点 的振动方向。(2) 画出经过T/4后的波的图象。 解：(1) 根据波的传播方向和波的形成过程,可以 知道质点B开始的时间比它左边的质点A要滞后一些, 质点A已到达正向最大位移处,所以质点B此时刻的运动方向是向上的,同理可判断出C、D质点的运动方向是向下的。 (2)由于波是向右传播的,由此时刻经T/4后波的图象,即为此时刻的波形沿波的传播方向推进λ/4的波的图象,如图4所示。 讨论： 1．若已知波速为20m/s,从图示时刻开始计时,说出经过5s,C点的位移和通过的路程。 2．若波是向左传播的,以上问题的答案应如何？ 3．从波的图象可以知道什么？ 总结：

机械振动和机械波知识点总结教学教材

机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。

1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在 圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析 （1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。 （2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。 2机械波中的应用问题 1. 理解机械波的形成及其概念。 （1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。 （2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。 （3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。 （4）描述机械波的物理量关系：v T f ==? λ λ 注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。 2. 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例：波的图像，例： 振动图像与波的图像的区别横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置 表征单个质点振动的位移随时间变 化的规律 表征大量质点在同一时刻相对于平衡位 置的位移 相邻的两个振动状态始终相同的质 点间的距离表示振动质点的振动周 期。例：T s =4 相邻的两个振动始终同向的质点间的距 离表示波长。例：λ=8m

机械波教案

教学目标： 1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）； 2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长； 3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题 4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应 教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系） 教学难点：波的图象及相关应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、机械波 2．机械波的分类 机械波可分为横波和纵波两种。 （1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。 （2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。 分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例 横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等 纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等 说明：地震波既有横波，也有纵波。 3．机械波的传播 （1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。 （2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。 （3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。 4．机械波的传播特点（规律）： 5．机械波的反射、折射、干涉、衍射 一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。 干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件： 根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。 至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。 点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。 点评：关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但加强区和减弱区还是在做振动，加强区里两列波分别引起质点分振动的方向是相同的，减弱区里两列波分别引起质点分振动的方向是相反的，发生变化的是振幅增大和减少的区别，而且波形图沿着波的传播方向在前进。 （2）衍射。 ①波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。 ②能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。

知识讲解 机械波及波的图像（基础） .doc

物理总复习：机械波及波的图像 【考纲要求】 1、理解机械波的产生条件、形成过程； 2、知道研究机械波的几个重要物理量及其相互间的关系； 3、理解波动图像的意义； 4、知道波动图像与振动图像的区别； 5、能分析有关波的多解问题。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、机械波 1、波的形成 机械振动在介质中的传播形成机械波。条件：①波源；②介质。 2、机械波的分类 按质点的振动方向与波的传播方向是垂直还是平行，分为横波和纵波。 3、描述波动的物理量 名称符号单位意义备注 波长λm 沿着波的传播方向，两个相 邻的振动情况完全相同的 质点的距离 在一个周期内，波传播的距离 等于一个波长波速v m/s 振动传播的速度波速大小由介质决定振幅 A m 质点振动的位移的最大值 数值大小由波源决定 v f T λ λ ==周期T s 质点完成一次全振动的时 间 频率f Hz 1s内质点完成全振动的次 数 4、机械波的传播特征 要点诠释：（1）机械波向外传播的只是振动这一运动形式和振动的能量，介质中的质点本身并没有随波迁移。 （2）机械波在传播过程中，介质中各质点都在各自的平衡位置附近做同频率、同振幅的简谐振动，沿着波的传播方向，后一质点的振动总落后于前一质点的振动，或者说后面的质点总要重复前面质点的振动，只是在时间上晚了一段。正是由于不同质点在同一时刻的振

动步调不一致，于是就形成了波。 （3）在介质中有波传播时，由于介质中各个质点运动的周期性，决定振动状态在介质中的传播也具有周期性，如果忽略了介质对能量的吸收消耗，则介质中各质点均做振幅相同的简谐振动。 （4）机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速、波长都改变。机械波波速仅由介质来决定，固体、液体中波速比空气中大。 考点二、波的图像 简谐波的图象是正弦或余弦曲线。 要点诠释：（1）波的图象形象直观地揭示了较为抽象的波动规律。波的图象表示在波的传播方向上介质中大量质点在同一时刻相对平衡位置的位移，波动图象一般随时间的延续而变化（t kT ?=时，波形不变，k 为整数）。 （2）从图象可获取的信息有：①该时刻各质点的振动位移；②振幅A 和波长λ； ③若已知波的传播方向，由图象可知各质点的振动方向；若已知某质点此时刻的振动方向，由图象可知波的传播方向。 考点三、确定振动或传播方向的方法 要点诠释： 波的传播方向与质点振动方向的判断方法 已知波的传播方向，由图象可知各质点的振动方向；若已知某质点此时刻的振动方向，由图象可知波的传播方向。 常用方法有： 1、上下坡法。沿波的传播方向看，“上坡”的质点向下振动；“下坡”的质点向上振动，简称“上坡下，下坡上”（如图甲所示）。 2、同侧法。在波的图象上某一点，沿纵轴方向画出一个箭头表示质点的振动方向，并设想在同一点沿水平方向画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 （如图乙所示）。 3、平移法。将波沿波的传播方向做微小移动，4 x v t λ ?=?< ，如图丙中虚线所示，则 可判定P 点沿y 正方向运动了。或者说沿波的传播方向画出下一时刻的波形，这个波形（虚线）在原波形的上面，则P 点向上振动；如果这个波形（虚线）在原波形的下面，如Q 点向下振动。 考点四、振动图像与波动图像的区别 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。 振动图象 波形图象 研究对象 一振动质点 沿传播方向所有介质质点 研究内容 一质点的位移随时间的变化规律 同一时刻所有质点的空间分布规律

高二物理人教选修34122波的图象教案

学校：实验高中学科：物理编写人：李以磊审稿人：刘云涛 《12.2 波的图象》 一、教材分析 《12.2 波的图象》是是新人教版高中物理选修3-4第十二章第二节的教学内容，主要学习波的图像，在简谐波的图象中读出质点振动的振幅，根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。能区别简谐波与简谐运动两者的图象。这节课是对于前面课程深入，同时也是高考中的重点内容，所以同学们要好好的学习，掌握。 二、教学目标 1、知识目标： ①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。 ②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。 ③根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。 ④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。 2、能力目标： 能够利用波的图象解决实际问题。 3、情感、态度和价值观目标： 通过对波的振动图象和传播图像的研究，学会对同一种现象从不同的角度进行研究。 三、教学重点、难点：波的图象的物理意义。 四、学情分析 学生在前面已经对波的形成和传播有了深入的学习，在学习本节课的时候应该不会有什么知识的储备缺陷。 我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。而且学生在日常生活中会接触到很多的有关波的知识和现象，在初中已经学过诸如声波之类的波的知识，但是那时候的知识过于感性和肤浅，通过高中的学习会把知识落实的更加科学和深刻。 五、教学方法：实验演示 六、教具和课前准备： 1、波动演示仪， 2、学生准备：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。 3、教师准备：课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，还有教具的准备。 七、课时安排：1课时 八、教学过程： (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。 我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。

《波的形成和传播》教案3

《波的形成和传播》教案 一．教学目标 【知识和技能】 .道机械波的形成过程 .知道什么是横波和纵波,波峰和波谷、密部和疏部 .知道“机械振动在介质中传播，形成机械波” .知道波在传播过程中的特征。 【过程和方法】 .培养学生进行科学探索的能力 .培养学生观察、分析和归纳的能力 .培养学生的空间想象能力和思维能力 【情感、态度、价值观】 .培养学生细心、认真做实验的品质，进而培养学生实事求是的科学态度。 .培养学生互相团结、分工协作的团队精神 二．教学重点、难点 重点：波在传播过程中的特征 难点：波的运动方向和质点的振动方向之间的关系 三．教学仪器 绳子、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、计算机、投影仪、四．教学方法 实验、多媒体辅助教学、讲授

五．教学过程 引入 演示：抖动绳子的一端，产生一列凹凸相间的波在绳子上传播 新课 ．引导学生概括波的形成。 ．师生共同分析，得出波的形成的条件：①波源，②介质 . 波动演示箱演示:横波、纵波的形成过程，分析波的传播原理。．机械波的传播特征（学生观察） （）振动传播途径上的各质点的振动周期相同，且与波源的振动周期相同。 （）离波源越远的质点的振动越滞后（前带动后）。 （）各振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不“随波逐流”。（）机械波向外传播的是振动的形式，通过振动形式的传播将能量传输出去，通过振动形式的传播将信息传输出去。 （）机械波向外传播的过程是起伏向远方平移 例题与练习 ．（分）一列简谐横波，某时刻的波形如图所示，从该时刻开始计时，波上质点的振动图象如图所示，则下列判断正确的是 ．该列波沿轴负方向传播 ．该列波的波速大小为 ．若此波遇到另一列简谐横渡并发生稳定干涉现象，则所遇到的波的频率为 ．若该波遇到一障碍物发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一定比大很多 【答案】 【解析】 试题分析：、由质点的振动图象知，时刻的振动方向沿轴负方向，据同侧原理知该波沿轴正方向传播，选项错误。、由图读得，，据，选项正确。、发生稳定干涉的条件是频率

87知识讲解 波的图像

波的图像 【学习目标】 1．理解波的图像的意义．知道波的图像的横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波．2．能在简谐波的图像中指出波长和质点的振动的振幅． 3．已知某一时刻某简谐波的图像和波的传播方向，能画出下一时刻的波的图像。并能指出图像中各个质点在该时刻的振动方向． 【要点梳理】 要点一、波的图像 1．图像的建立 用横坐标x表示在波的传播方向上介质中各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定横波中位移方向向某一个方向时为正值，位移方向向相反的方向时为负 值．在xOy平面上，描出各个质点平衡位置x与对应的各质点偏离平衡位置的位移y的坐标点，），用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图像（如图所示）． （x y 2．图像的特点 （1）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，波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置． （2）波形图像是正弦或余弦曲线的波称为简谐波．简谐波是最简单的波． （3）波的图像的重复性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同． （4）波的传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图像中波可能向x轴正方向或z轴负方向传播． 波动图像的意义：描述在波的传播方向上的介质中的各质点在某一时刻离开平衡位置的位移．3．由波的图像可以获得的信息 知道了一列波在某时刻的波形图像，如图所示，能从这列波的图像中了解到波的传播情况主要有以下几点： （1）可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移． 图线上各点的纵坐标表示的是各质点在该时刻的位移．如图中的M点的位移是2 cm．

2021年高中物理 1.波的图像教案 新人教版选修34

2021年高中物理 12.2波的图像教案新人教版选修3-4 一、教学目标 1、知识目标： ①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。 ②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。 ③根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。 ④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。 2、能力目标：能够利用波的图象解决实际问题。 二、教学重点、难点：波的图象的物理意义。 三、教学方法：实验演示 四、教具：波动演示仪， 五、教学过程： （一）引入新课 通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。 我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。 （二）进行新课 【板书】一、什么是波的图象 振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。 这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。 【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系 【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？ 分析：取和a相邻的两个点b、c。若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。所以b点先振动，其次是a、c两点。因此，波是向左传播的。 【板书】三、波的图象变化情况 确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。（这一节课我们重点学习前一种方法） 【板书】1、描点作图法 【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

知识讲解波长频率和波速

波长、频率和波速 编稿：张金虎审稿：吴嘉峰 【学习目标】 1．知道波长、频率的含义。 2．掌握波长、频率和波速的关系式，并能应用其解答有关问题。 3．知道波速由介质本身决定，频率由波源决定。 【要点梳理】 要点一、波长、频率和波速 1．波长、频率和波速 （1）波长． 两个相邻的运动状态总是相同的质点间的距离，或者说在振动过程中，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长．例如，在横波中两个相邻波峰（或波谷）之间的距离，在纵波中两个相邻密部（或疏部）之间的距离都等于波长．波长用 ?表示． （2）频率． 由实验观测可知：波源振动一个周期，其他被波源带动的质点也刚好完成一次全振动，且波在介质中往前传播一个波长．由此可知，波动的频率就是波源振动的频率．频率用f表示． （3）波速． 波速是指波在介质中传播的速度． 要点诠释：①机械波的波速只与传播介质的性质有关．不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等；同频率的横波和纵波在相同介质中传播速度不相同．②波在同一均匀介质中匀速向前传播，波速”是不变的；而质点的振动是变加速运动，振动速度随时间变化． 2．波长、频率和波速之间的关系 在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长，因而可以得到波长?、频率f（或周期T）和波速v三者的关系为：vT??． 根据1Tf?，则有vf??。 3．波长?、波速v、频率f的决定因素 （1）周期或频率，只取决于波源，而与v?、无直接关系． （2）速度v取决于介质的物理性质，它与T?、无直接关系．只要介质不变，v 就不变，而不取决于T?、；反之如果介质变，v也一定变． （3）波长?则取决于v和T。只要vT、其中一个发生变化，其?值必然发生变化，

12.2波的图像 教案-高中物理选修3-4

高二年级物理导学案

探究新知二、从波的图像可中获得基本信息 如图1所示一列简谐波在某一时刻的波形 1、回忆：（1）曲线的峰值表示什么？（我们以后可以把两个 相邻峰之间的距离叫为一个） （2）分别说出质点A、B、C、D、E的速度大小和加 速度大小的情况（最大或者最小）。 2、简谐波的传播方向是一个很重要的 信息，看图1能否知道该简谐波的传播方 向？若需知道该波的传播方向还需什么条件？ 3、若已知A质点在这一时刻的振动方向向下，则（1）作出隔 一个短时间后的波形图（t

2019-2020年高考物理 波的性质与波的图像复习教案

2019-2020年高考物理波的性质与波的图像复习教案 一、机械波 1、定义：机械振动在介质中传播就形成机械波． 2、产生条件:(1)有作机械振动的物体作为波源．(2)有能传播机械振动的介质． 3、分类:①横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直．凸起部分叫波峰，凹下部分叫波谷 ②纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一直线上.质点分布密的叫密部,疏的部分叫疏部,液体和气体不能传播横波。 4.机械波的传播过程 (1)机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近做振动,并不随波迁移. 后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。 (2)介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同． (3)由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动． 二、描述机械波的物理量 1．波长λ：两个相邻的在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中,两个相邻的波峰或相邻的波谷之间的距离．在纵波中两相邻的的密部(或疏部)中央间的距离，振动在一个周期内在介质中传播的距离等于波长 2．周期与频率．波的频率由振源决定，在任何介质中传播波的频率不变。波从一种介质进入另一种介质时，唯一不变的是频率(或周期)，波速与波长都发生变化． 3．波速：单位时间内波向外传播的距离。v=s/t=λ/T=λf，波速的大小由介质决定。 三、说明:①波的频率是介质中各质点的振动频率，质点的振动是一种受迫振动，驱动力来源于波源，所以波的频率由波源决定，是波源的频率. 波速是介质对波的传播速度．介质能传播波是因为介质中各质点间有弹力的作用，弹力越大，相互对运动的反应越灵教，则对波的传播速度越大．通常情况下，固体对机械波的传摇速度校大，气体对机械波的传播速度较小．对纵波和横波，质点间的相互作用的性质有区别，那么同一物质对纵波和对横波的传播速度不相同．所以，介质对波的传播速度由介质决定，与振动频率无关． 波长是质点完成一次全振动所传播的距离,所以波长的长度与波速v和周期T有关．即波长由波源和介质共同决定． 由以上分析知，波从一种介质进入另一种介质，频率不会发生变化，速度和波长将发生改变．②振源的振动在介质中由近及远传播，离振源较远些的质点的振动要滞后一些，这样各质点的振动虽然频率相同，但步调不一致，离振源越远越滞后．沿波的传播方向上，离波源一个波长的质点的振动要滞后一个周期，相距一个波长的两质点振动步调是一致的．反之，相距1/2个波长的两质点的振动步调是相反的．所以与波源相距波长的整数倍的质点与波源的振动同步（同相振动）；与波源相距为1/2波长的奇数倍的质点与波源派的振动步调相反（反相振动．） 四、波的图象 （1）波的图象 ①坐标轴：取质点平衡位置的连线作为x轴，表示质点分布的顺序；取过波源质点的振动方向作为Y轴表示质点位移． ②意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移． ③形状：正弦（或余弦）图线． 因而画波的图象．要画出波的图象通常需要知道波长λ、振幅A、波的传播方向（或波源的方位）、横轴上某质点在该时刻的振动状态（包括位移和振动方向）这四个要素．

波的图像教学设计

《波的图像》教学设计 【教材分析】 《波的图像》一节是人教版高中物理选修3-4,第十二章第二节的容。本节作为机械波的第二个部分，是这一章的教学重点之一，也是教学的难点。在学习了波的形成与产生的基础上，从实际的波抽象为波的图像，让学生认识波的图像是波的一种数学表示，从而理解简谐波及其图像这一关于波的理想模型，并且区别于质点的振动图像，为以后对波的定量分析打下基础。 【学生分析】 已经学习了波的形成与产生，学生对于波的现象有了一定的认识。这一阶段学生处于髙二下学期，对物理已经有了一定的学习能力，在理解和掌握本节容的难点方面已经有一定的心理与能力基础，在教学过程中关键主义激发学生的探究欲望，可以在教学过程中运用形象的比喻和多媒体课件，加深学生的理解，激发学生的兴趣。 【教学目标】 一.知识与技能 1.明确波的图象的物理意义； 2.从波的图象中会求： ①波长和波幅； ②已知波的传播方向求各个质点的振动方向，或已知某质点的振动方向确定波 的传播方向； ③会画出经过一段时间后的波形图； ④质点通过的路程和位移。 3.明确振动图象与波动图象的区别； 4.掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。 二.过程与方法 1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象，培养学生初步观察的能力； 2.能将所学知识运用到生活中，了解物理与生活的密切联系。 三.情感态度价值观 1.激发学生的学习兴趣和求知欲； 2.提高学生的抽象思维能力； 3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。 【教学重难点】 教学重点： 1.理解波的图象的意义； 2.能用波的图象解决一些实际问题。

教学难点： 根据波的图象如何解决实验问题。【教学过程】

CCS软件使用小知识点(二)——波形图的配置

今天早上花了半天的时间，帮一个朋友调试出了波形图，自己以前弄过，后来忘记了，在此记录下来，方便以后的查阅。也给不会的同学做使用方法上一个参考。 调出波形图，有以下几个步骤： 1）View -> Graph -> Time/Frequency。完成这几步之后，就会出来一个表格，如果什么都不填写，能看进一个基本的坐标图。 2）要明确自己需要的图是什么图，输出关于时间变量的图还是关于频率变量的图，如果不明白这两个的意思，好，那就做一个简单的说明吧。我们一般在示波器上看见的图就是时间图，那什么是频率图呢？比方说，我们需要看一个频率为5HZ的正弦信号，那么看到的正弦波是时间图，频率图就是在横坐标等于5的地方有一个竖线，表示只有频率等于5HZ的时候有值，其他的频率都没有值。如果你明白什么是FFT的话就更好理解了。 好了开始修改各个参数了。明确自己要看的是什么图了之后，在第一栏Display Type中选择，Single Time就是时间图，FFT Magnitude 就是频率图，还有一些其他的选型，可以自己去理解一下，比方说眼图Eye Diagram。根据需要查看。 3）Graph Title，是修改图的名称的，比方说你画了好几个时间图，你怎么知道哪一幅图是哪一个呢？就在这个时候用名字分开吧。 4）Start Address，是填写你的输入地址的，可以写输入的名字，也可以写地址，一般情况都是写名字的，比方说很多时候会用INPUT来命名输入信号，大家都不太关心编译之后生成出来存储块地址。 5）DSP Data Type，这个是填写数据类型的，不然的话是出不来图形的，如果你不知道的话，那肯定不是自己写的程序，对于别人的程序就好好好的研读一番了，看一下数据类型。 6）把这几个主要的改好了之后，基本上就没有什么问题了。选择OK后，就退出了表格填写部分。然后在程序中将断点打在输出的语句上，运行，当程序运行到这里的时候，就会有波形图出来了。如果想查看动态的波形图，那就去掉断点吧。 这样做还可以看到程序算法的效果，如果是一个很复杂的算法，明显的可以看到波形半天出不来，所以想提高DSP的运算效率，那就赶紧提高算法的优化程度吧。个人认为DSP的价值更多的是体现在算法上。 CCS3.3中的Probe point，Graph 1，CCS3.3中的Probe point Probe point在CCS2.2中单独的菜单，在CCS3.3中和断点操作合并在一起了。以DSK6713\tutorial\dsk6713\sinewave为例，列举操作方法如下：?打开sine.c，找到dataIO()语句，F9设断点 ?Debug菜单——>Breakpoints，打开断点管理窗口 ?选中dataIO()所在断点行，点右键菜单，选择Property window...，打开断点属性页 ?在Action列表框中，选择Read data from file，然后在下边的条目中选择文件名，如sine.dat ?Wrap Around项目打勾，显示为True，让文件读到结尾时反绕到文件开头 ?Start Address填写文件数据填充到内存的位置，可以填写currentBuffer.input，也可以填写数组的地址0x8000....，都是一码事 ?Length填写每次从文件中读出的数据长度，填写0x64，或者十进制数100 ?点击该属性页上端的Sumbit change按钮，保存设置 ?此时，会出现一个类似播放器的窗口，可以显示和控制从文件读取数据的进度。

波的图像教育教学设计

波的图像教学设计

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

《波的图像》教学设计 【教材分析】 《波的图像》一节是人教版高中物理选修3-4，第十二章第二节的内容。本节作为机械波的第二个部分，是这一章的教学重点之一，也是教学的难点。在学习了波的形成与产生的基础上，从实际的波抽象为波的图像，让学生认识波的图像是波的一种数学表示，从而理解简谐波及其图像这一关于波的理想模型，并且区别于质点的振动图像，为以后对波的定量分析打下基础。 【学生分析】 已经学习了波的形成与产生，学生对于波的现象有了一定的认识。这一阶段学生处于高二下学期，对物理已经有了一定的学习能力，在理解和掌握本节内容的难点方面已经有一定的心理与能力基础，在教学过程中关键主义激发学生的探究欲望，可以在教学过程中运用形象的比喻和多媒体课件，加深学生的理解，激发学生的兴趣。 【教学目标】 一．知识与技能 1．明确波的图象的物理意义； 2．从波的图象中会求： ①波长和波幅； ②已知波的传播方向求各个质点的振动方向，或已知某质点的振动方 向确定波的传播方向； ③会画出经过一段时间后的波形图； ④质点通过的路程和位移。 3．明确振动图象与波动图象的区别； 4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。 二．过程与方法 1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象，培养学生初步观察的能力； 2.能将所学知识运用到生活中，了解物理与生活的密切联系。 三．情感态度价值观 1.激发学生的学习兴趣和求知欲； 2.提高学生的抽象思维能力； 3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。 【教学重难点】 教学重点： 1.理解波的图象的意义； 2.能用波的图象解决一些实际问题。