高中物理 第12章 机械波章末小结课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械波 第十二章 章末小结 第十二章 一 对波的图象的理解1 图象的物理意义波的图象是表示波的传播方向上的各质点在某一时刻对平衡位置的位移情况的图象 2 由图象获取的信息应用波动图象解题时 关键要理解波的形成和传播过程 波的传播方向的双向性 波动图象的重复性 要明确由波的图象可获取的以下信息 1 该时刻各质点的位移 2 质点振动的振幅a 3 波长 4 若知道波速v的方向 可知各质点的运动方向 如图中 设波速向右 则1 4质点沿 y方向运动 2 3质点沿 y方向运动 5 若知道该时刻某质点的运动方向 可判断波的传播方向 如图中 设质点4向上运动 则该波向左传播 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点 相邻两质点的距离均为l 如图甲所示 一列横波沿该直线向右传播 t 0时到达质点1 质点1开始向下运动 经过时间 t第一次出现如图乙所示的波形 则该波的 答案 bc 二 振动图象与波动图象相联系的问题1 振动图象与波动图象的互换 1 由振动图象定出振幅 周期及某时刻该质点的振动方向 结合波的传播方向从而可定出某时刻介质中各个质点在该时刻的位置 便可作出该时刻的波动图象 2 由波动图象定振动图象 从波动图象定出振幅 该时刻某质点的位置及振动方向 再结合波的传播方向定出各个时刻该质点的位置 便可求出该质点的振动图象 2 解决两种图象结合的问题的基本思路 1 首先识别哪一个是波动图象 哪一个是振动图象 两者间的联系纽带是周期与振幅 2 再从振动图象中找出某一质点在波动图象中的那一时刻的振动方向 然后再确定波的传播方向及其他问题 图 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 b 为质点q的振动图象 下列说法正确的是 a 在t 0 10s时 质点q向y轴正方向运动b 在t 0 25s时 质点p的加速度方向与y轴正方向相同c 从t 0 10s到t 0 25s 该波沿x轴负方向传播了6md 从t 0 10s到t 0 25s 质点p通过的路程为30cme 质点q简谐运动的表达式为y 0 10sin10 t 国际单位制 答案 bce 点评 p质点通过的路程易错为30cm 由于p质点在t 0 10s到t 0 25s时间内 有两次经过最大位移点 只有一次经过平衡位置 在平衡位置的振动速度比在最大位移附近平均速度大 同样时间内的路程比最大位移附近大 三 波动问题的周期性及多解性机械波在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等都是形成波动习题多解的原因 1 波动图象的周期性形成多解机械波在一个周期内不同时刻图象的形状是不同的 但在相隔时间为周期整数倍的不同时刻图象的形状则是相同的 机械波的这种周期性必然导致波的传播距离 时间和速度等物理量有多值与之对应 即这三个物理量可分别表示为 s n st nt tv s t n s nt t 其中n 0 1 2 2 波的传播方向的双向性形成多解在一维条件下 机械波既可以向x轴正方向传播 又可以向x轴负方向传播 这就是波传播的双向性 3 波形的隐含性形成多解许多波动习题往往只给出完整波形的一部分 或给出了几个特殊点 而其余部分处于隐含状态 这样 一道习题就有多个图形与之对应 从而形成多解 如图所示 实线为一列简谐横波在t1 1 0s的波形 虚线为它在t2 1 5s的波形 由此可以判断 答案 cd 点评 质点回到平衡位置的时间不能以质点离开平衡位置的位移为依据 应该先判断质点的振动方向 才能确定质点回到平衡位置的时间长短 本章内容是高考的热点 命题频率最高的知识点是波的图象 频率 波长 波速的关系 试题信息容量大 一道题往往考查多个概念和规律 特别是通过波的图象综合考查理解能力 推理能力和空间想象能力 2015 天津理综 3 图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图 a b两质点的横坐标分别为xa 2m和xb 6m 图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象 下列说法正确的是 a 该波沿 x方向传播 波速为1m sb 质点a经4s振动的路程为4mc 此时刻质点a的速度沿 y方向d 质点a在t 2s时速度为零 解析 a项 由图乙可知 图甲所示的时刻b点的运动方向为y轴正方向 所以该波沿x轴负方向传播 故a项错误 b项 由图乙可知 波的周期为8s 所以质点a在4s内振动了半个周期 其路程为1m 故b项错误 c项 由a项分析可知 该波沿x轴负方向传播 所以此时刻质点a的速度沿y轴负方向 故c项错误 d项 该波沿x轴负方向传播 所以t 2s时 质点a运动到了波谷位置 此时速度为零 故d项正确 综上所述 本题正确答案为d 答案 d 2015 新课标全国卷 34 平衡位置位于原点o的波源发出的简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播 p q为x轴上的两个点 均位于x轴正向 p与o的距离为35cm 此距离介于一倍波长与二倍波长之间 已知波源自t 0时由平衡位置开始向上振动 周期t 1s 振幅a 5cm 当波传到p点时 波源恰好处于波峰位置 此后再经过5s 平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置 求 1 p q间的距离 2 从t 0开始到平衡位置在q处的质点第一次处于波峰位置时 波源在振动过程中通过的路程 答案 1 133cm 2 125cm 1 2015 北京理综 15 周期为2 0s的简谐横波沿x轴传播 该波在某时刻的图象如图所示 此时质点p沿y轴负方向运动 则该波 a 沿x轴正方向传播 波速v 20m sb 沿x轴正方向传播 波速v 10m sc 沿x轴负方向传播 波速v 20m sd 沿x轴负方向传播 波速v 10m s答案 b 2 2015 四川理综 2 平静湖面传播着一列水面波 横波 在波的传播方向上有相距3m的甲 乙两小木块随波上下运动 测得两小木块每分钟都上下30次 甲在波谷时 乙在波峰 且两木块之间有一个波峰 这列水面波 a 频率是30hzb 波长是3mc 波速是1m sd 周期是0 1s答案 c 3 2015 福建理综 16 简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播 波速为v 若某时刻在波的传播方向上 位于平衡位置的两质点a b相距为s a b之间只存在一个波谷 则从该时刻起 下列四幅波形图中质点a最早到达波谷的是 答案 d 4 2015 江苏物理 12b 1 一渔船向鱼群发出超声波 若鱼群正向渔船靠近 则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比 a 波速变大b 波速不变c 频率变高d 频率不变 2 用2 106hz的超声波检查胆结石 该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m s和1500m s 则该超声波在结石中的波长是胆汁中的 倍 用超声波检查胆结石是因为超声波的波长较短 遇到结石时 选填 容易 或 不容易 发生衍射 答案 1 bc 2 1 5不容易 5 2015 新课标全国卷 34 甲 乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播 波速均为v 25cm s 两列波在t 0时的波形曲线如图所示 求 1 t 0时 介质中偏离平衡位置位移为16cm的所有质点的x坐标 2 从t 0开始 介质中最早出现偏离平衡位置位移为 16cm的质点的时间 答案 1 x 50 300n cmn 0 1 2 2 0 1s 解析 1 根据两列波的振幅都为8cm 偏离平衡