高中物理 第2章 本章优化总结精品课件 沪科版选修34.ppt

本章优化总结 专题归纳整合 高考真题演练 本章优化总结 知识网络构建 章末综合检测 知识网络构建 专题归纳整合 1 微移法当已知波的传播方向时 可将t时刻的波形曲线沿波的传播方向平移一微小的距离 它便是t t时刻的波形曲线 知道了各个质点经过 t时间到达的位置 质点的振动方向就可以判断出来了 2 追随法当已知波的传播方向时 可通过波的传播方向判断出波源的位置 在质点a靠近波源一侧附近图像上找另一质点b 若质点b在a的上方 则a向上运动 若质点b在a的下方 则a向下运动 即沿波的传播方向 后振动的质点总是追随先振动的质点来运动的 3 逆向描绘法当已知波的传播方向时 运用逆向复描波形法解答十分简捷 即 手握一支笔 逆着波的传播方向复描已知波形 凡复描时笔尖沿波形向上经过的质点 此刻均向上运动 凡复描时笔尖沿波形向下经过的质点 此刻均向下运动 波峰和波谷除外 简谐横波某时刻的波形图如图2 1所示 由此图可知 图2 1a 若质点p向上运动 则波是从左向右传播的b 若质点q向上运动 则波是从左向右传播的c 若波从右向左传播 则质点m向上运动d 若波从右向左传播 则质点n向上运动 精讲精析 本题主要考查对波的传播方向与波上某质点运动方向间的关系的推理判断 法一 逆向复描法 若质点p向上运动 运用逆向复描波形法应向右描 说明波向左传播 选项a错误 同理可判定 选项b正确 若此列波向左传播 运用上述逆向复描波形法可判定出质点m向下运动 质点n向上运动 选项c错误 d正确 法二 追随法 若质点p向上振动 说明它正在追随其右边附近的质点振动 波源在右边 所以波从右向左传播 选项a错误 同理可判定 选项b正确 若波从右向左传播 质点m应当追随其右边附近的质点振动 即向下运动 选项c错误 同理可得 选项d正确 法三 微移法 若质点p向上振动 可知经过一段很短的时间 t质点p的位置在该时刻位置的上方p 过p 顺势描出波的图像如图2 2所示 由图可知 波向左传播 选项a错误 同时可以判断 波向左传播时 质点m向下运动 质点n向上运动 选项c错 d对 与选项a的判断同理可知 选项b正确 图2 2 答案 bd 1 振动图像和波动图像的联系简谐波是简谐运动在介质中的传播 两者都是按正弦或余弦规律变化的曲线 振动图像和波动图像中的纵坐标均表示质点的振动位移 它们中的最大值均表示质点的振幅 2 振动图像和波动图像的区别 1 振动图像描述的是某一质点在不同时刻的振动情况 波动图像描述的是在波的传播方向上不同质点在某一时刻的振动情况 2 振动图像中的横坐标表示时间 箭头方向表示时间向后推移 波动图像中的横坐标就是介质中各个质点的平衡位置坐标 箭头的方向可以表示振动在介质中的传播方向 即波的传播方向 也可以表示波的传播方向的反方向 3 振动图像随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸 原图像形状不变 波动图像随着时间的延续 原图像的形状将沿波的传播方向整个儿地平移 而不是原图像的延伸 一列机械波沿直线ab向右传播 ab 2m a b两点的振动情况如图2 3所示 下列说法中正确的是 图2 3 图2 4 答案 ab 波的多解性问题实际上可分为传播方向的多解性 时间多解性 空间多解性三大类 处理此类问题要注意题目给出的时间内可能有多个周期 或者给出的位移可能是多个波长 2011年湖北黄冈模拟 有一列沿水平方向传播的简谐横波 频率为10hz 沿竖直方向振动 当绳上的质点p到达其平衡位置且向下运动时 在其右方相距0 6m处的质点q刚好到达最高点 求波的传播方向和波速 精讲精析 由题意可以作出一个周期内p q两质点可能的波形示意图 波可以向左传播 也可以向右传播 如图2 5所示 甲 乙分别表示波向右和向左传播时的基本波形 图2 5 1 画波的图像要画出波的图像 通常需要知道波长 振幅a 波的传播方向以及横轴上某质点在该时刻的振动状态 包括位移和振动方向 这四个要素 2 根据波的传播方向 或质点的振动方向 判断图像上该时刻各质点的振动方向 或波的传播方向 解决这类问题的方法很多 这里只介绍最简单也是最实用的一种 即 口诀法 沿波的传播方向看 上山低头 下山抬头 其中 低头 表示质点向下振动 抬头 表示质点向上振动 与人低头爬山 下山抬头远眺类比形象记忆 十分简捷地判断两者方向间的关系 3 根据波速v和波形 画出经过 t时间的波形图 1 平移法 先算出经 t时间波传播的距离 x v t 再把波形沿波的传播方向平移 x即可 因为波动图像具有周期性 若知波长 则波形平移n 时波形不变 当 x n x 0 x 时 可采取去整 n 留零 x 的方法 只需平移x即可 2 特殊点法 在波形上找两特殊点 如平衡位置的点和与它相临的峰 谷 点 先确定这两点的振动方向 再看 t nt t 0 t t 由于经nt时波形不变 所以也采取去整 nt 留零 t 的方法 分别作出两特殊点经时间t后的位置 然后按正弦规律画出新波形 4 根据振幅a和周期t 求振动质点在 t时间内的路程和位移求振动质点的路程和位移 由于涉及质点的初始状态 若用正弦函数较复杂 但 t若为半周期t 2的整数倍则很容易 一列简谐横波沿x轴传播 周期为t t 0时刻的波形如图2 6所示 此时平衡位置位于x 3m处的质点正在向上运动 若a b两质点平衡位置的坐标分别为xa 2 5m xb 5 5m 则 图2 6 a 当a质点处在波峰时 b质点恰在波谷b t t 4时 a质点正在向y轴负方向运动c t 3t 4时 b质点正在向y轴负方向运动d 在某一时刻 a b两质点的位移和速度可能相同 精讲精析 由图可看出波长为4m t 0时刻x 3m处的质点向上振动 可得该波向左传播 将整个波形图向左平移1 5m时 a质点到达波峰 此时b质点正好在平衡位置 与t 0时刻平衡位置在7m处的质点振动状态一样 故a质点到达波峰时 b质点正在平衡位置并向上振动 a错 将图像整体向左平移1m 即波传播t 4时 a质点的振动状态与t 0时刻平衡位置在3 5m处的质点振动状态一样 即处在平衡位置上方并向y轴正方向运动 b错 将图像整体向左平移3m 即波传播3t 4时 a质点的振动状态与t 0时刻平衡位置在9 5m处和1 5m处的质点振动状态一样 即处在平衡位置下方并向y轴负方向运动 c对 a b质点相隔3m 即相差3t 4 速度相同的质点应该在半周期内才会出现 故d错 答案 c 高考真题演练 1 2011年高考北京理综卷 介质中有一列简谐机械波传播 对于其中某个振动质点 a 它的振动速度等于波的传播速度b 它的振动方向一定垂直于波的传播方向c 它在一个周期内走过的路程等于一个波长d 它的振动频率等于波源的振动频率 解析 选d 由振动和波的关系可知 质点的振动速度是质点运动的速度 而波的传播速度是指 振动 这种运动形式的传播速度 故a错 波可分为横波和纵波 在纵波中 质点的振动方向与波的传播在一条直线上 故b错 在一个周期内波传播的距离等于波长 而质点运动的路程等于4个振幅 故c错 介质中所有质点的振动都是由波源的振动引起的 它们的振动频率与波源的振动频率都相同 故d正确 2 2011年高考重庆理综卷 图2 7介质中坐标原点o处的波源在t 0时刻开始振动 产生的简谐波沿x轴正向传播 t0时刻传到l处 波形如图2 7所示 在图2 8中能描述x0处质点振动的图像是 图2 8解析 选c 因波沿x轴正向传播 由 上下坡法 可知t t0时l处的质点振动方向向下 可知x0处的起振方向向下 故a b两项均错 还可判断x0处的质点振动方向也向下 故c项正确 d项错误 3 2011年高考四川理综卷 图2 9如图2 9为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t 0时的波形图 当q点在t 0时的振动状态传到p点时 则 a 1cm x 3cm范围内的质点正在向y轴的负方向运动b q处的质点此时的加速度沿y轴的