高中二年级物理人教版《机械波习题课》

选修3–4机械波习题课主讲人：高中物理学习目标加深理解机械波的形成和传播过程，理解波的图像的物理意义。理解波长，波速，周期和频率的含义及其相互关系。区分和理解波的图像与振动图像，能够通过质点的振动情况推断波的传播情况；反之能从波的传播情况，确定质点的振动状态。能够由波速及某一时刻波的图象画出另一时刻波的图象；或由某一时刻的波的图象和另一时刻波的图象，求波速。复习与回顾问题一回顾波的图像（横波）的物理意义，由图像思考：波长、振幅、周期、频率；已知波的传播方向，判断质点的振动方向；或已知质点的振动求波的传播方向；x/mCDy/cmABλλ高中物理/（2）说明两图中OA

B段图线的意义？【例题1】如图所示，甲为沿x轴正向某一简谐横波在t

=0时刻的图象，乙为参与波动的某一质点的振动图象。振幅A=0.2m,位移y=-0.2m；振幅A=0.2m,位移y=-0.2m；

=4m T=1.0s甲图表示O到B之间的各质点在t=0时相对平衡位置的位移该波的波速为多大？

由

v=

/T得

v=

4m/s甲图中P点此刻的振动方向。向上画出再经过0

.25s的振动图象和再经过0

.25s时的波动图象。（1）两图中的AA/、OC各表示什么物理量？量值各是多少？乙图线表示该质点在t=0~0.5s时间内振动位移随时间变化的情况C高中物理甲 乙（5）再过0.25s，波动图象向右平移

x=v

t=0.25

4m=1m=

/4；振动图象在原有的基础上向后延伸T/4，图象分别如图甲、乙所示。高中物理振动图像与波的图像的区别区别振动图象波的图象研究对象某一个质点介质中各个质点横坐标意义一段时间t各质点的平衡位置纵坐标意义振动质点各个时刻偏离平衡位置的位移某一时刻各质点偏离平衡位置的位移图象的意义一个质点偏离平衡位置的位移随时间变化的情况介质中各个质点在某一时刻偏离平衡位置位移的情况质点振动方向根据下一时刻质点的位移特殊点法、平移法图象的变化原有基础上延伸原有的波形沿传播方向平移物理信息①能直接得出振动质点在任意时刻的位移，振幅，周期。②能间接得出振动质点在任意时刻的速度、回复力、加速度等变化情况。①能直接得出各质点在这一时时刻的位移，波的振幅，波长等。②由波的传播方向可确定某个质点的运动方向；由质点振动方向确定波传播方向。高中物理【练习】已知质点的振动情况，判断波的传播方向一列简谐横波在t＝

0时的波形图如图所示。介质中x＝

2

m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为

y＝

10sin（

5πt）（

y的单位是cm）。（

1）由图确定这列波的波长与振幅。（

2）求出这列波的波速。（

3）试判定这列波的传播方向。(1)λ=4m；A=10cm由

y＝

10sin（5πt）知

T=0.4s又v=

/T得v=

10m/s由

y＝

10sin（

5πt）知质点P此时振动方向向上，因此这列波的传播方向沿x轴正方向高中物理高中物理问题二

画出再经过

Δt

时间时波形图的方法方法一：平移法先确定Δt=？T

→算出Δt时间内波传播的距离

x=v

t

=？

→把原来时刻的整个波形沿着波的传播方向平移

x（即波形沿波的传播方向匀速传播：Δx=vΔt）（可以采用去整留零的方法处理）方法二：特殊点法：取特殊的点（如原点、

/4、2

/4、3

/4、

的点中相距为

/4的两个点）并由波的传播方向确定其运动方向→确定Δt后这些点所达到的新的位置→按正【例2】一列简谐波沿x轴传播，波速为50m/s，t

=

0时的波形如图，M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动，画出t

=0.5s时的波形图。M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动，所以波的传播方向向左。（可采用去整留零）高中物理高中物理问题三 根据两个时刻波的图象，判断波的多解性由于波动的周期性带来多解的可能由于传播方向不同带来的多解可能【例题3】如图所示，一列在x轴上传播的横波t0时刻的图线用实线表示，经Δt＝0.2s时，其图线用虚线表示。已知此波的波长为2m，则以下说法正确的是：（ ）若波向右传播，则最大周期为2s若波向左传播，则最大周期为2s若波向左传播，则最小波速是9m/s若波速是19m/s，则波的传播方向向左0.2mxAC

D高中物理高中物理问题四 由波中两个质点的位置关系，判断可能的波动情况，进而求出相应的物理量。【例题4】绳中有列正弦横波，沿x轴传播，图中a、b是绳上两点，它们在x轴方向上的距离小于一个波长。a、b两点的振动图象如图乙所示。试在图甲上

a、b

之间画出t

=1.0s时的波形图。图

甲图

乙高中物理思考：本题中如果没有“a、b在x轴方向上的距离小于一个波长”这个条件，则波形图如何？解答：由振动图象可知：t=1.0s时，质点a处于正向最大位移处（波峰处），质点b处于平衡位置且向下振动。先画出一列沿x轴传播的波形图，如图所示。在图左侧波峰处标出a点。