2 波的图象
[学科素养与目标要求]
物理观念:1.知道图象中纵、横坐标表示的物理量,理解波的图象的物理意义.2.理解波的图象和振动图象的区别.
科学思维:根据某一时刻的波的图象和波的传播方向,能指出图象中各质点在该时刻的振动方向.
科学探究:通过实验、多媒体动画等手段,在头脑中形成关于波的物理图景,提高抽象思维能力.
一、波的图象的画法
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表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移.
2.描点
把平衡位置位于x1,x2,x3,…的质点的位移y1,y2,y3,…画在xOy坐标平面内,得到一系列坐标为(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3),…的点.
3.连线
用一条平滑的线把各点连接起来就是这时波的图象,有时也称波形图,简称波形.
二、正弦波
如果波形是正弦曲线,这样的波叫做正弦波,也叫简谐波.
三、波形图与振动图象
1.波形图表示介质中的“各个质点”在某一时刻的位移.
2.振动图象表示介质中“某一质点”在各个时刻的位移.
1.判断下列说法的正误.
(1)波的图象反映的是某一时刻介质中各质点的位移情况.( √ )
(2)从波的图象可以知道各质点振动的振幅.( √ )
(3)在不同时刻波的图象有可能完全相同.( √ )
(4)振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象的实质是某一时刻各个质点的连线形状.( × )
2.一列沿x轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图如图1所示,由图可知质点的振幅A=______cm,此时质点P的运动方向向_______,加速度方向向_______,且速度在_______(填“增大”“减小”或“不变”),加速度在_______(填“增大”“减小”或“不变”).
图1
答案 10 上 下 减小 增大
一、波的图象
1.对波的图象的理解
(1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”.可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”.
(2)简谐波的图象是正(余)弦曲线,介质中的质点做简谐运动.
2.由波的图象获得的三点信息
(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移.
(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A及波长.
(3)若已知该波的传播方向,可以确定各质点的振动方向;或已知某质点的振动方向,可以确定该波的传播方向.
3.波的图象的周期性
质点振动的位移做周期性变化,即波的图象也做周期性变化,经过一个周期,波的图象复原一次.
4.波传播方向的双向性
如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正向或x轴负向传播.