高中物理第12章机械波章末小结课件新人教版选修3-4.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 波的图象理解及应用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 8 若已知波速v的大小和方向 可画出后一时刻的波形图 波在均匀介质中做匀速运动 在时间 t内各质点的运动形式沿波速方向传播 x v t 即把原波形图沿波的传播方向平移 t 每过一个周期T 波向前传播一个波长 的距离 波形复原一次 A t 0 9s Q点第一次出现波峰B t 1 2s Q点第一次出现波峰C 振源起振方向一定向上D 质点Q位于波峰时 质点P位于波谷 答案 ACD 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 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 A 质点Q比质点N先回到平衡位置B 在t1 1 0s这一时刻 波在P Q之间的各点 运动方向一定竖直向上C 此波的频率可能是3Hz或5HzD 此波的波速最小值为4m s 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 本专题在新课标地区属于选考内容 因而出大型的综合题目的可能性不大 但作为板块3 4中的内容 出题的可能性较大 其中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 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 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 解析 由甲 乙两图知 该质点为x 1 75m处 距离该质点 x 0 5m处的质点为x1 1 25m或x2 2 25m 在t 1s时x1处在x轴下方并向上振动 x2处在x轴上方并向下振动 在所给出的四个图中 符合以上条件的只有A图 故选A 答案 A点评 解有关振动图象和波动图象题目时要特别注意对应关系 本题中根据题意可得知A图是x2 2 25m质点的振动图象 1 2014 大纲全国卷 18 两列振动方向相同 振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇 下列说法正确的是 A 波峰与波谷相遇处质点的振幅为 A1 A2 B 波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1 A2C 波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D 波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅答案 AD 解析 本题考查波的干涉 解题的关键要明确振幅和振动位移的区别 振动加强点的振幅为A1 A2 减弱点的振幅为 A1 A2 但质点始终振动 因此所有质点的位移可以为零 A D正确 本题的易错点是认为振动加强点的位移始终等于振幅 2 2014 北京理综 17 一简谐机械波沿x轴正方向传播 波长为 周期为T t 0时刻的波形如图1所示 a b是波上的两个质点 图2是波上某一质点的振动图象 下列说法中正确的是 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的振动答案 D解析 该题考查波动图象和振动图象的关系 解题的关键要明确波的传播方向与质点振动方向的关系 t 0时刻a在波峰 速度为零 加速度最大 b在平衡位置 加速度为零 速度最大 A B错 根据 上下坡 法可以判断 t 0时刻b点在平衡位置且向下运动 C错D对 3 2014 安徽理综 16 一简谐横波沿x轴正向传播 图1是t 0时刻的波形图 图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答案 C解析 本题考查波动图象与质点振动图象的关系 要明确波的传播方向与质点振动方向的关系 顺着波的传播方向看 上坡下 下坡上 根据振动图象中t 0时刻质点所处的位置和振动方向 可以判断C选项正确 4 2014 山东理综 38 一列简谐横波沿直线传播 以波源O由平衡位置开始振动为计时零点 质点A的振动图象如图所示 已知O A的平衡位置相距0 9m 以下判断正确的是 双选 填正确答案标号 A 波长为1 2mB 波源起振方向沿y轴正方向C 波速大小为0 4m sD 质点A的动能在t 4s时最大答案 AB 5 2014 新课标全国卷 34 图 a 为一列简谐横波在t