高中物理 第十二章机械波章末归纳提升课件 新人教版选修34.ppt

1 波的传播距离和质点振动的路程波在同一种均匀介质中向各个方向匀速传播 波传播的距离指波在传播方向上匀速通过的距离 可用公式x vt求出 波在一个周期内传播的距离为一个波长 在波的传播过程中 各个质点只能在平衡位置附近振动 振动的路程是质点在振动过程中通过的路程 在一个周期内 通过的路程等于振幅的四倍 即4a 2 波的传播方向和质点的振动方向机械波的形成是由于大量质点的振动与振动形式在介质中传播的统一 在波的传播过程中 波从波源出发在介质中沿各个方向传播 高中阶段仅限于一维情况 即波可沿x轴的正 负方向传播 而介质中各个质点只能在平衡位置附近振动 高中阶段主要讨论横波 即质点沿y轴的正 负方向振动 波的传播方向 介质中质点的振动方向和该时刻的波形图之间存在着必然的关系 可以根据一些辅助方法判定质点的振动方向和波传播的方向 如波形平移法 质点带动法和 上下坡 法等 常见问题有 1 已知波的传播方向 确定质点的振动方向 2 已知质点的振动方向 确定波的传播方向 4 波的图象和振动图象波的图象表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移情况 从波的图象上可直接读出振幅和波长 随着时间的推移 波的图象将沿波速方向匀速移动 振动图象表示单个质点振动的位移随时间的变化规律 由振动图象上可直接读出振幅 周期和任意时刻的振动方向 随着时间的推移 振动图象继续延伸 原有图象保持不变 1 由波的图象画振动图象给出波的图象 已知波的传播方向时 可粗略画出任一点的振动图象 周期t未知 如果能再给出波速便可准确画出任一质点的振动图象 2 由振动图象画波的图象这类问题一般见到的情况是 给出振动图象和波的传播方向 便可画出任一时刻的波形图 或是给出两个质点的振动图象 加上两质点平衡位置的间距和波源方位 便可画出多种情况下的波形图 答案 402 1 多选 2013 潍坊高二检测 如图12 2甲为一列横波在t 0时的波动图象 图乙为该波中x 2m处质点p的振动图象 下列说法正确的是 a 波速为4m sb 波沿x轴负方向传播c t 0 5s p点的动能最大d t 2 5s p点振动路程为1 8cm 解析 由图象甲可知波长为4m 由图象乙可知周期为1 0s 所以波速为4m s a对 由图象乙可知p点正由平衡位置向上运动 结合图象甲可知波向x轴正方向传播 b错 由图象乙可知t 0 5s p点位于平衡位置 动能最大 c对 t 2 5s 2 5t p点振动路程为2cm d错 答案 ac 机械波传播过程中在时间和空间上的周期性 传播方向上的双向性 质点振动方向的不确定性都是形成波动问题多解的主要原因 解题时常出现漏解 现归类如下 1 由于波的传播双向性而导致多解双向性是指波沿x轴正 负两方向传播时 若正 负两方向传播的时间之和等于周期的整数倍 则正 负两方向传播的那一时刻波形相同 2 由于波的时间周期性而导致多解波的时间周期性是指每经过一个周期t 同一质点振动状态相同 波的形状也相同 每经过半个周期 质点振动状态相反 波的形状也相反 因此在波的传播过程中 经过整数倍周期时 波形图相同 3 由于波的空间周期性而导致多解波的空间周期性是指每经过一个波长 波的形状相同 质点振动状态也相同 每经过半个波长 波的形状相反 质点振动状态也相反 因此在波的传播方向上相距为波长整数倍距离的质点振动情况相同 4 两质点间关系不确定形成多解在波的传播方向上 如果两个质点间的距离不确定或者两者相位之间关系不确定 就会形成多解 若不能联想到所有可能的情况 就会出现漏解 在如图12 3所示的图象中 实线是一列简谐横波在某一时刻的波形图 虚线是经过t 0 2s后的波形图 求这列波的波速 答案 见解析 2 一列简谐横波沿水平方向向右传播 m n为介质中相距 x的两质点 m在左 n在右 t时刻 m n均通过平衡位置 且m n之间只有一个波峰 经过 t时间n质点恰处于波峰位置 求这列波的波速 解析 由题意可知t时刻的波形可能有四种情况 如图所示 对 a 图 n质点正经过平衡位置向上振动 则 t可能为t 4 5t 4 9t 4 即 t n 1 4 t n 0 1 2 则va t 2 x t 所以va 4n 1 x 2 t n 0 1 2 同理 对于 b c d 分别有 vb 4n 3 x 4 t n 0 1 2 vc 4n 1 x 4 t n 0 1 2 vd 4n 3 x 6 t n 0 1 2 答案 见解析 1 多选 2014 新课标全国卷 图12 4 a 为一列简谐横波在t 2s时的波形图 图12 4 b 为媒质中平衡位置在x 1 5m处的质点的振动图像 p是平衡位置为x 2m的质点 下列说法正确的是 a 波速为0 5m sb 波的传播方向向右c 0 2s时间内 p运动的路程为8cmd 0 2s时间内 p向y轴正方向运动e 当t 7s时 p恰好回到平衡位置 答案 ace 2 2014 安徽高考 一简谐横波沿x轴正向传播 图12 5 1 是t 0时刻的波形图 图12 5 2 是介质中某质点的振动图象 则该质点的x坐标值合理的是 a 0 5mb 1 5mc 2 5md 3 5m 解析 明确波的图象与振动图象的物理意义 由题图2可知t 0时刻 质点在y轴负半轴且向下振动 可直接排除a b d选项 仅选项c符合题意 故选项c正确 答案 c 3 2014 北京高考 一简谐机械横波沿x轴正方向传播 波长为 周期为t t 0时刻的波形如图12 6 1 所示 a b是波上的两个质点 图12 6 2 是波上某一质点的振动图像 下列说法正确的是 a t 0时质点a的速度比质点b的大b t 0时质点a的加速度比质点b的小c 图2可以表示质点a的振动d 图2可以表示质点b的振动 解析 本题需理解波的图像的物理意义 把波的图像和振动图像结合起来处理问题 图 1 为波的图像 图 2 为振动图像 t 0时刻 a质点在波峰位置 速度为零 加速度最大 b质点在平衡位置 加速度为零 速度最大 故选项a b错 在波的图像中 根据同侧法由传播方向可以判断出质点的振动方向 所以t 0时刻 b点在平衡位置且向下振动 故选项c错d对 答案 d 4 多选 2013 天津理综 一列简谐横波沿直线传播 该直线上平衡位置相距9m的a b两质点的振动图象如图12 7所示 下列描述该波的图象可能的是 答案 ac 5 多选 2014 新课标全国卷 图12 8 a 为一列简谐横波在t 0 10s时刻的波形图 p是平衡位置在x 1 0m处的质点 q是平衡位置在x 4 0m处的质点 图12 8 b 为质点q的振动图像 下列说法正确的是 a 在t 0 10s时