1、学案 3 波的图像 学习目标定位 1.知道什么是波的图像，知道图像中纵、横坐标各表示什么物理量，能说 出图像中蕴含的信息.2.能区别振动图像和波动图像.3.根据某一时刻的波的图像和波的传播 方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图像，并能指出图像中各个质点在该时刻的振动 方向 1如果质点的位移与时间的关系遵从_的规律，即它的振动图像(xt 图像)是一条 _，这样的振动叫做简谐运 动 2振动图像描述的是_随时间变化的规律 1横波的图像：若以横坐标 x 表示在波的传播方向上_，纵坐标 y 表示该时刻 _，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，则在 xOy 坐标平面上，描 出该时刻各质点的位置(x，y
2、)，用_将各点连接起来，就得到了这一时刻横波的图 像 2波的图像直观地表明了离波源不同距离的_在_的位置波的图像有时 也称为波形图，简称_ 3波形图是_的波，又称为正弦波 一、波的图像 问题设计 取一条较长的软绳，一同学用手握住一端拉平后上下抖动，另一同学手持数码相机按下快 门，想象一下，照片上绳子的像有什么特点？ 要点提炼 1波的图像的作法 (1)建立坐标系：用横坐标 x 表示在波的传播方向上各质点的 _，纵坐 标 y 表示某一 时刻各质点_ (2)正方向的选取：选取质点振动的某一个方向为 y 轴正方向， x 轴一般取向右为正方向 (3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里 (4)连线
3、：用一条平滑的线把(3)中的所有质点连接起来就是这个时刻的_如图 1 所 示 图 1 2图像的特点 (1)横波的图像形状与波形图相似，所以波的图像也称波形图 (2)波的图像的 周期性：质点振动的位移做周期性变化，即波的图像也做周期性变化，经过 一个周期，波的图像重复一次 (3)波传播方向的双向性：不指定波的传播方向时，图像中波可能向 x 轴正向或 x 轴负向传 播 3图像的物理意义 波的图像描述的是同一时刻，沿波传播方向的各个质点离开平衡位置的位移 二、质点的振动方向与波传播方向的关系 已知波的传播方向，可以判断各质 点的振动方向，反之亦然 判断方法一：带动法 后面质点依次重复前面质点的振动
4、判断方法二：上、下坡法 如图 2 所示，沿波的传播方向， “上坡”的质点向下振动，如 D、E、F；“下坡”的质点 向上振动，如 A、B、C. 图 2 判断方法三：同侧法 如图 3 所示，波形图上表示传播方向和振动方向的箭头在图像同侧 图 3 三、振动图像和波动图像的比较 问题设计 振动图像和波动图像从形状上看都是正弦曲线，你能说出它们的物理意义有什么不同吗？ 要点提炼 振动图像和波动图像的比较 振动图像 波动图像 研究对象 一个振动质点 沿波传播方向上的各个质点 坐标 横轴表示_，纵轴表示 质点的位移 横轴表示波的传播方向上各质点 的_，纵轴表示各质点相 对各自平衡位置的位移 研究内容 一个质
5、点的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图像 物理意义 图像表示某个质点在_的位移 图像表示介质中各个质点在_的位移 图像变化 随时间延伸，图像形状不变，只是沿t 轴 延续 随时间推移，图像整体沿波的传播方向平移 图像显示 的主要物 理量 振幅和周期 振幅和波长 一、对波的图像的理解 例 1 如图 4 所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知( ) 图 4 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 2 cm D质点 a 再经过 通过的路程是 4 cm，偏离平衡位置的位移是 4 cm T2 二、质点的振动方向与
6、波传播方向的关系 例 2 简谐横波某时刻的波形图如图 5 所示由此可知： 图 5 (1)若质点 a 向下运动，则波向什么方向传播？ (2)若质点 b 向上运动，则波向什么方向传播？ (3)若波从右向左传播，则质点 c 向什么方向运动？ 三、波的图像的画法 例 3 某一简谐横波在 t 时刻的波形图如图 6 所示若波向右传播，画出 T/4 后和 T/4 前 两个时刻的波的图像 图 6 四、振动图像与波的图像的比较 例 4 (2014新课标34(1)图 7(a)为一列简谐横波在 t2 s 时的波形图，图(b) 为媒质中 平衡位置在 x1.5 m 处的质点的振动图像， P 是平衡位置为 x2 m 的质
7、点下列说法正 确的是_(填正确答案标号 ) 图 7 A波速为 0.5 m/s B波的传播方向向右 C02 s 时间内， P 运动的路程为 8 cm D02 s 时间内，P 向 y 轴正方向运动 E当 t7 s 时，P 恰好回到平衡位置 Error!波 的 图 像 1(对波的图像的理解)关于如图 8 所示的波形图，下列说法中正确的是 ( ) 图 8 A此列波的振幅是 0.1 m Bx15 cm 处质点的位移是 0.1 m C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 2(质点振动方向与波传
8、播方向的关系) 如图 9 所示，由此图可知 ( ) 图 9 A若质点 a 向下运动，则波是从左向右传播的 B若质点 b 向上运动，则波是从左向右传播的 C若波从右向左传播，则质点 c 向下运动 D若波从右向左传播，则质点 d 向上运动 3(振动图像与波的图像的比较) 根 据图 10 甲、乙所示，判断下列说法正确的是 ( ) 图 10 A甲是振动图像，乙是波的图像 B甲是波的图像，乙是振动图像 C甲中 A 质点向下振，乙中 B 时刻质点向下振 D甲中 A 质点向上振， 乙中 B 时刻质点向下振 4(波的图像的画法)一列沿 x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波的图像如图 11 所示 图 11 (1)指出这列波中质点振动的振幅是多少； (2)画出再经过 时的波的图像 T4
