资源简介

2　波的描述
【学习目标】
1．理解波的图象的物理意义，并能掌握波的传播方向与质点振动方向互相判断的方法
2．理解区分振动图象和波的图象，解决两者相关联的问题
3．知道什么是横波的波长，能在波的图象中确定横波的波长
4．知道什么是波传播的周期，理解周期与质点振动周期的关系、波的周期决定因素
5．理解波速的物理意义、决定因素
6．理解波速、波长、周期(频率)间的关系，并能分析实际问题
【开启新探索】
如图所示，振源P振动一个周期形成了一段绳波，则当振源P再完成一次相同的振动时，会出现怎样的波形？对比两个时刻的波形，你有怎样的想法？
【质疑提升1】波的图像（波形图）
1．回忆一下，为了形象描述振子的振动情况引入了振动图象，振动图象的纵、横坐标轴有着怎样的物理意义？振动图线中的任一点具有怎样的物理意义？
振动图像很直观的反映了一个质点的位移随时间的变化。还能用振动图像描述波的传播吗？为什么？
如果想直观的反映波的传播，我们又可以用怎样的图像呢？
为了能描述某一时刻多个质点的运动情况，在简谐波的图象中横轴、纵轴应代表什么物理量？波动图线中的任一点具有怎样的物理意义？
阅读课本，说明什么是样的波是简谐波？
6．对比简谐振动图象和简谐波的波动图象异同．
名称对比内容 振动图象 波的图象
研究对象
物理意义
形象比喻 录像带 集体照
形状 正弦或余弦曲线
图象随时间的变化
两个相邻峰值间沿横轴距离的意义
【质疑提升2】波长、周期、波速
1．在机械波的描述中，什么是波长？为什么提出波长的概念？
2．能否说振动位移相等的两质点间距就是一个波长，为什么？
3．机械波的周期由什么因素决定？为什么？与机械波的传播介质有关吗？
4．为什么提出机械波的周期呢？
5．什么是波速？提出波速有怎样的物理意义？波速又是由什么因素决定的呢？
6．波速和质点的振动速度相同吗？如果不同，说说他们的区别？
【学以致用】
1．某时刻一列简谐波的图象如图所示，若波向右传播，试确定该时刻各质点的振动方向，若波向左传播，该时刻各质点的振动方向如何？
2．某时刻一列简谐波的图象如图所示，若该时刻质点A的振动方
向沿y轴正方向，该波的传播方向如何？
+x
3.　如图所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1 s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？
不可
　如图所示的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。
　　（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
　　（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
0.12m/s
0.36m/s
【核心素养专练】
1．下列说法正确的是（ ）
A．当机械波从一种介质进入另一种介质时：保持不变的物理量是波长
B．传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期
C．由波在均匀介质中的传播速度公式，可知频率越高，波速越大
D．在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同
2．关于波长的下列说法中，正确的是（ ）
A．在一个周期内振动在介质中传播距离等于波长
B．在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长
C．波长等于在波的传播方向上，位移始终相同的两质点间的距离
D．波长等于横波峰与峰（或谷与谷）间的距离
3． 如图为一列简谐波某一时刻的图象，下列说法中正确的是（ ）　
A．波一定沿x轴正方向传播
B．a、b两个质点的振动速度方向相同
C．若a点此时的速度方向向上，则波的传播方向沿x轴正向
D．若波沿x轴的负方向传播，则b质点的振动速度方向向下
4． 如图所示，为一简谐波的波形图，A是介质中的一个质点，波沿x正方向传播，以下说法正确的是（ ）　
A．质点A此刻速度沿x轴的正方向
B．质点A的加速度正在增加
C．再过半个周期，质点A的位移为正
D．再过半个周期，质点A的速度方向沿y正方向
5． 一列波源在x＝0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02 s，t0时刻的波形如图所示。此时x＝12 cm处的质点P恰好开始振动。则(　 　)
A．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向
B．波源开始振动时的方向沿y轴正方向
C．此后一个周期内，质点P通过的路程为8 cm
D．这列波的波速为4 m/s
6． 如下图所示，图甲是一列波在t时刻的波形图，图乙是质点P从这时刻起的振动图象，那么波的传播方向是 -x 、速度为　40/3　　　m/s。质点Q在t时刻的速度方向是 +y 　 。
7. 如图所示，为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形。
试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图；
标出初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向；
在一小段时间内，速度增大的质点是 AC 。
8. 简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。
此时刻，质点P的速度的方向为 +y 、加速度的方向 -y 。
再过T，质点P的速度的方向为 -y 、加速度的方向 -y 。
（3）经过一个周期，质点P通过的路程为 4A0 。
（4）有同学说由此时刻起经过T后，质点P通过的路程为A0，你认为这种说法对吗？不对，大于A0。
9. 如图所示，是一列波的图像。
（1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 K 。
（2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 M 。
10. 一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。
（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中 L 点的振动图像。
（2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为 K、 L、M、N 四点中 N 点的振动图像。
11. 在空气中波长为 1 m 的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为 0 ℃）
332Hz
725/166
12. 湖面上停着A、B 两条小船，它们相距20 m。一列水波正在湖面上沿AB
连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动 20 次。当A船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。
40/9
13. 一列波速为0.5m/s的简谐波沿x正方向传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过一段时间后，波形如图中虚线所示，则这段时间可能是多少？
4n+3 n=0 1 2 3......
t
y
O
x
y
O
vA
v
x/m
y/m
0
y/m
x/m
O
a
b
8
-8
y
x
A
甲
2
-10
x/m
y/cm
10
4
6
8
P
Q
O
乙
10
-10
t/s
y/cm
O
0.3
0.62　波的描述
【学习目标】
1．理解波的图象的物理意义，并能掌握波的传播方向与质点振动方向互相判断的方法
2．理解区分振动图象和波的图象，解决两者相关联的问题
3．知道什么是横波的波长，能在波的图象中确定横波的波长
4．知道什么是波传播的周期，理解周期与质点振动周期的关系、波的周期决定因素
5．理解波速的物理意义、决定因素
6．理解波速、波长、周期(频率)间的关系，并能分析实际问题
【开启新探索】
如图所示，振源P振动一个周期形成了一段绳波，则当振源P再完成一次相同的振动时，会出现怎样的波形？对比两个时刻的波形，你有怎样的想法？
【质疑提升1】波的图像（波形图）
1．回忆一下，为了形象描述振子的振动情况引入了振动图象，振动图象的纵、横坐标轴有着怎样的物理意义？振动图线中的任一点具有怎样的物理意义？
振动图像很直观的反映了一个质点的位移随时间的变化。还能用振动图像描述波的传播吗？为什么？
如果想直观的反映波的传播，我们又可以用怎样的图像呢？
为了能描述某一时刻多个质点的运动情况，在简谐波的图象中横轴、纵轴应代表什么物理量？波动图线中的任一点具有怎样的物理意义？
阅读课本，说明什么是样的波是简谐波？
6．对比简谐振动图象和简谐波的波动图象异同．
名称对比内容 振动图象 波的图象
研究对象
物理意义
形象比喻 录像带 集体照
形状 正弦或余弦曲线
图象随时间的变化
两个相邻峰值间沿横轴距离的意义
【质疑提升2】波长、周期、波速
1．在机械波的描述中，什么是波长？为什么提出波长的概念？
2．能否说振动位移相等的两质点间距就是一个波长，为什么？
3．机械波的周期由什么因素决定？为什么？与机械波的传播介质有关吗？
4．为什么提出机械波的周期呢？
5．什么是波速？提出波速有怎样的物理意义？波速又是由什么因素决定的呢？
6．波速和质点的振动速度相同吗？如果不同，说说他们的区别？
【学以致用】
1．某时刻一列简谐波的图象如图所示，若波向右传播，试确定该时刻各质点的振动方向，若波向左传播，该时刻各质点的振动方向如何？
2．某时刻一列简谐波的图象如图所示，若该时刻质点A的振动方
向沿y轴正方向，该波的传播方向如何？
+x
3.　如图所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1 s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？
不可
　如图所示的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。
　　（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
　　（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
0.12m/s
0.36m/s
【核心素养专练】
1．下列说法正确的是（ ）
A．当机械波从一种介质进入另一种介质时：保持不变的物理量是波长
B．传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期
C．由波在均匀介质中的传播速度公式，可知频率越高，波速越大
D．在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同
2．关于波长的下列说法中，正确的是（ ）
A．在一个周期内振动在介质中传播距离等于波长
B．在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长
C．波长等于在波的传播方向上，位移始终相同的两质点间的距离
D．波长等于横波峰与峰（或谷与谷）间的距离
3． 如图为一列简谐波某一时刻的图象，下列说法中正确的是（ ）　
A．波一定沿x轴正方向传播
B．a、b两个质点的振动速度方向相同
C．若a点此时的速度方向向上，则波的传播方向沿x轴正向
D．若波沿x轴的负方向传播，则b质点的振动速度方向向下
4． 如图所示，为一简谐波的波形图，A是介质中的一个质点，波沿x正方向传播，以下说法正确的是（ ）　
A．质点A此刻速度沿x轴的正方向
B．质点A的加速度正在增加
C．再过半个周期，质点A的位移为正
D．再过半个周期，质点A的速度方向沿y正方向
5． 一列波源在x＝0处的简谐波，沿x轴正方向传播，周期为0.02 s，t0时刻的波形如图所示。此时x＝12 cm处的质点P恰好开始振动。则(　 　)
A．质点P开始振动时的方向沿y轴正方向
B．波源开始振动时的方向沿y轴正方向
C．此后一个周期内，质点P通过的路程为8 cm
D．这列波的波速为4 m/s
6． 如下图所示，图甲是一列波在t时刻的波形图，图乙是质点P从这时刻起的振动图象，那么波的传播方向是 -x 、速度为　40/3　　　m/s。质点Q在t时刻的速度方向是 +y 　 。
7. 如图所示，为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形。
试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图；
标出初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向；
在一小段时间内，速度增大的质点是 AC 。
8. 简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。
此时刻，质点P的速度的方向为 +y 、加速度的方向 -y 。
再过T，质点P的速度的方向为 -y 、加速度的方向 -y 。
（3）经过一个周期，质点P通过的路程为 4A0 。
（4）有同学说由此时刻起经过T后，质点P通过的路程为A0，你认为这种说法对吗？不对，大于A0。
9. 如图所示，是一列波的图像。
（1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 K 。
（2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 M 。
10. 一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。
（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中 L 点的振动图像。
（2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为 K、 L、M、N 四点中 N 点的振动图像。
11. 在空气中波长为 1 m 的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为 0 ℃）
332Hz
725/166
12. 湖面上停着A、B 两条小船，它们相距20 m。一列水波正在湖面上沿AB
连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动 20 次。当A船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。
40/9
13. 一列波速为0.5m/s的简谐波沿x正方向传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过一段时间后，波形如图中虚线所示，则这段时间可能是多少？
4n+3 n=0 1 2 3......
　
t
y
O
x
y
O
vA
v
x/m
y/m
0
y/m
x/m
O
a
b
8
-8
y
x
A
甲
2
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x/m
y/cm
10
4
6
8
P
Q
O
乙
10
-10
t/s
y/cm
O
0.3
0.6

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