高中物理 第三章 机械波 2 波的描述教案 新人教版选择性必修第一册-新人教版高中第一册物理教案.pdfVIP

2波的描述

一、波的图像

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平衡位置，纵坐标y表

示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移．

yx

(2)选取正方向：选取质点振动的某一个方向为轴正方向，轴一般向右为正．

(3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里．

(4)连线：用一条平滑的曲线把坐标系中的各点连接起来就是这一时刻的波形图．

2．波的图像的特点

(1)波的图像也称波形图，简称波形，如果波形是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，

也叫简谐波．

(2)介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动．

3．波的图像与振动图像的比较

(1)波的图像表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移．

(2)振动图像表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移．

λ

二、波长()

1．定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．

2．特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，

两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．

学习了波长的概念之后，甲同学认为两波峰间或两波谷间的距离就是一个波长，乙同

学认为相邻波峰与波谷间的距离为一个波长，而丙同学认为相邻波峰与波谷间的距离应为半

个波长．你认为他们的想法对吗？为什么？

提示：他们的想法都不对．波具有周期性，波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离是波

长的整数倍，只有限定相邻波峰或波谷间的距离才是一个波长，所以甲不对；相邻波谷与波

峰之间平衡位置间的距离刚好是半个波长，所以在波峰与波谷的两个质点，即使峰谷相邻，

一个质点在平衡位置的正方向上，一个在负方向上，它们的距离是大于半个波长的，所以乙、

丙的想法不对．

三、波的波速、周期和频率

1．波速是指机械波在介质中的传播速度．

2．波的周期等于波上各质点的振动周期．

3．在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，它们都等于波源的振动周期(或

频率)．

TffT

4．周期和频率互为倒数，即＝1/.

5．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．

λ

vvλf

6．公式：＝，它还等于波长和频率的乘积，公式为＝，这两个公式虽然是从

T

机械波得到的，但也适用于我们以后将会学到的电磁波．

7．波速的决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，在不同的

介质中，波速是不同的．另外，声速还与温度有关．

同学们游泳时，耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的一样吗？这说明什么？岸上同

学与水中同学到音箱距离相同，他们能同时听到音乐声吗？

提示：声波的特色由其频率决定，机械波从一种介质进入另一种介质时，频率并不改

变，故水中听到的音乐与岸上听到的一样，但因为声波在不同介质中传播速度不同，故岸上

的同学与水中的同学听到的音乐不同步．

考点一波的图像

1．图像的建立

(1)波传播时各质点都在各自平衡位置附近振动，而且振动有先有后，某一时刻，各

质点处于一定的位置，如果用各质点离开平衡位置的位移来表达它们所在的位置，就可以得

到关于某时刻各质点位置情况的一条图线．

(2)用横坐标x表示波的传播方向上各介质的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个

质点偏离平衡位置的位移，在xOy平面上，画出多个质点的平衡位置x与多个质点偏离平衡

yxy

位置的位移的各点(，)，用平滑的曲线把各点连接起来就得到了波的图像，如图所示．

2．简谐波

(1)定义：波源做简谐运动时，介质的各个质点随波源做简谐运动，所形成的波叫作

简谐