機械波(習(xí)題課)

1、精品資源“機械波”習(xí)題課(三課時)教學(xué)目標:1 .復(fù)習(xí)機械波的有關(guān)概念，進一步加深對機械波的理解。2 .掌握分析和解決機械波問題的一般思路和方法。教學(xué)重點：分析和解決機械波問題的一般思路和方法。教學(xué)難點：用波長、頻率和波速之間的關(guān)系求解波的多解問題。教學(xué)方法：分析、分析、討論和歸納。教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)1 .什幺叫機械波？機械波產(chǎn)生的條件是什幺？2 .機械波的特點和分類。3 .波的圖象物理意義及其應(yīng)用。4 .描述波的三個物理量及其性質(zhì)。二、例題分析例1. 一列橫波沿直線傳播， 某時刻的波形如圖所示， 質(zhì)點A距坐標原點0.2m,此時A波速大小為0.6m/s,P質(zhì)點的木K坐標x=0.96m ,點向y軸

2、正方向移動，再經(jīng) 0.1s第A.這列波頻率是10HZB.這列波向左傳播C.這列波波長為0.8m例2 .如圖所示，一列向右傳播的簡諧橫波,D.這列波的波速為2m/s從圖中狀態(tài)開始計時，求:(1)經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第一次到達波谷?(2)經(jīng)過多長時間，P質(zhì)點第二次到達波峰?(3) P質(zhì)點剛開始振動時，振動方向如何?歡迎下載例3. 一列簡諧波沿x軸的正方向傳播，在t=0時刻的波形圖如圖所示，已知這列波的P點至少再經(jīng)過0.3所才能到達波峰處，則以下說法正確的是( BCDA.這列波的波長是5mB.這列波的波速是10m/sC.質(zhì)點Q要經(jīng)過0.7s才能第一次到達波峰處D.質(zhì)點Q到達波峰處時質(zhì)點 P也恰好到達

3、波峰處例4 .繩中有一列正弦橫波沿 x軸傳播，a、b是繩上兩點(如圖所示)，它們在x軸方 向上的距離小于一個波長。當(dāng) a點振動到最高點時，b點恰好經(jīng)平衡位置向上運動，試在圖 上a、b之間畫出兩個波形，分別表示：沿x軸正向傳播的波。沿x軸負方向傳播的波。在所畫波形上要注明和。y -a ?b0 ?x8所示，已知C點到達波谷的時刻比 b點落 m s-1,波的頻率為 Hz (4m s-1,例5. 一列波在均勻媒質(zhì)中傳播的方向如圖 0.5s,a、b間的水平距離為2m,這列波的波速為 1Hz)例5.如圖所示，A、B、C、D E、F、G H I、J、K是彈性介質(zhì)的質(zhì)點，相鄰兩點間 的距離都是0.5m.質(zhì)點A

4、從t =0時刻開始沿y軸方向振動，開始時的運動方向是指向y軸的正方向，振幅為 5cm,經(jīng)過0.1s時間，A第一次到達最大位移處，此時波恰好傳到C,求：(1)波長和波速。(2)在圖中畫出t= 0.45s時刻的波形圖。例6.如圖所示，S是x軸上的上下振動的波源，振動頻率為10Hz,激起的橫波沿x軸向左右傳播，波速為 20m/s。質(zhì)點a、b與S的距離分別為36.8m和17.2m,已知a和b 已經(jīng)振動，若某時刻波源S正通過平衡位置向上振動，則該時刻下列判斷中正確的是(AD)A . b位于x軸上方，運動方向向下B. b位于x軸下方，運動方向向上C. a位于x軸上方，運動方向向上D. a位于x軸下方，運動

5、方向向下S例7.繩上有一簡諧波，沿水平方向向右傳播，當(dāng)繩上某質(zhì)點 A向上運動到最大位移時 在其后方相距0.30m的質(zhì)點剛好向下運動到最大位移點，已知波長大于0.15m,則這列波長是 多少？（入 i=0.2m ,入 2=0.6m）例8. 一列橫波在x軸線上傳播，在t1=0 （實線）和t2=0.005s時（虛線）的波形曲線，圖所 示，貝U（1）設(shè)周期大于（t2-t1），波速是多少？（2）設(shè)周期小于（t2-t1）且波速等于6000m/s波的傳播方向？三、課外練習(xí)：1. 一列簡諧橫波在t=0時波形如圖所示，此時 A點由平衡位置向下振動。P、Q兩點的坐標分別為（1,0）, （7,0）。已知t=0.7s時

6、，P點第二次出現(xiàn)波峰，則（BCD）A. t=1.2s時，Q點第一次出現(xiàn)波峰B. t=0.9s時，Q點第一次出現(xiàn)波峰t1=1.0s時的波形，虛線為t2=1.5s時的波形，由C.波源的起振方向一定向上D.質(zhì)點Q位于波峰時，質(zhì)點 P位于波谷2.如圖所示，實線為一列簡諧橫波在 此可以判斷（ABC ）B.此波的頻率可能是 3Hz和5HzD.此波波峰右側(cè)至波谷的各點，運動方向一定向上A .此波的波長是4m3. 一列橫波的波形如圖所示, 波形圖，求：C.此波的波速至少是 4m/s實線表示t1=0時刻的波形圖，虛線表示t2=0.005s時亥I的（1）若 2T t2t1T,波速可能為多大？（2000m/s,28

7、00m/s）（2）若T t2-t1,并且波速為3600m/s,則波向哪個方向傳播？（向右）4. P、Q是一列簡諧橫波中的兩點，他們的平衡位置相距1.5m,各自的振動圖象如圖所示，如果P比Q離波源近，那幺波速為多少？最大值是多少？5.如圖所示：一列機械波沿直線y/cm*4t/s-5ab向右傳播ab=2 m,圖中的虛線和實線分別表tka、b兩點的振動情況，下列說法正確的是A.波速可能是m/s43B.波長可能是3 m8，一 2C.波速可能大于-m/s3D.波長可能大于m3解：考慮t=0時刻、質(zhì)點a在波谷，質(zhì)點 傳向B,則可描繪出a、b之間最簡的波形圖為:y b b/、* a-J1 abb在平衡位直且

8、向y軸正方向運動，又波由 a乂由圖可知：入滿足：由此可得：入=84n 32,8 m/s),當(dāng) n=0 時，入=一一入 +n 入=2(n=0,1,2)4(m).由此可知波長不可能大于3 m，(對應(yīng)的波速+不1，,3.m,當(dāng)n=10時，入=m./3由v=上得對應(yīng)白波速v= A m/s.T43所以本題正確答案為 A、B.題后總結(jié)：本題若未明確波沿直線43abab向右傳播，也需討論波向左傳播的情況，在考慮兩點之間波的形狀時，一百注意傳播方向與質(zhì)點振動6.如圖甲所示，A B是一列簡諧橫波中的兩點 一點B恰好通過平衡位置向-y方向振動.已知A、 且波長入符合不等式：20m X 8 0 m,求波長-y?A0

9、 -M_J_20406030 x/m方向之間的關(guān)系.某時刻，A正處于正向最大位移處，另B的橫坐標分別為 Xa = 0 , x b = 70m，并 入.八yJ vs- /x/m圖甲圖乙解析：根據(jù)題目中A點和B點的位置，作出AB間的兩種最簡波形圖(如圖乙的實虛兩種 曲線波形).，、八一，一，一 1一4n +1(1)由實線最簡波形圖寫出這種情況的通式為Xb XA= ( n + ；)入，得70=竺丁 .4 70.、，入，所以波長通式為 入= ，其中n = 0、1、2、3.將n=0、1、2、34n 11依次代入通式解得 入= 280m、56m、31 m ,+已,八口 20mK入V 8 0 m的限91制條

10、件，波長應(yīng)為 31m或56m,且該波向x萬向傳播.9(2)由虛線最簡波形，寫出這種情況的通式為Xb x a= ( n +-)入，得70=任上944入，所以波長的通式入=4X70，其中n = 0、1、2、3.將n=0、1、2、34n 3依次代入通式解得 入=931m、4 0 m、2 5 5 Tli ,111已比20m入V 8 0 m的限3115 制條件，波長應(yīng)為2 5m或4 0 m,且波向+ x方向傳播.11說明：本題的解析是已知波中的兩個特殊質(zhì)點，求解波長的一般方法.如果題目已知條件無任何限制，求出的波長應(yīng)為兩組解.如果題目已知條件中對波長加了限制(本題加了20m入V 8 0 m的限制)，則從

11、兩組解中分別求出有限個解.題目有時加“波在AB間的傳播時間2Tv A t 4 T,則兩組波長入的通式中的n只能取2或3,每組中各確定出兩解. 如果題目已知條件加了波的傳播方向的限制一一例如波沿+x方向傳播，則本題只有一組xbXA=(n + 3)入通解.如果在限制傳播方向的基石上，如本題又加了20m入48 0 m的限制，則只能從這一組解中取出入=25包m和入=40 m兩個解.11由于波動的時間周期性、 空間周期性及傳播的雙向性， 從而造成波動問題求解的多值性.解題時要先建立通式，再根據(jù)限制條件從中取出符合題意的解7. 一列簡諧波在 x軸上傳播，下圖的實線波形與虛線波形對應(yīng)的時刻分別是t 1= 0

12、 , t 2 =0.05 s .(1)若波沿+x方向傳播，波速多大 ？y/cm(2)若波沿-x方向傳播，波速多大？(3)若波速的大小是280m/s,波速方向如何？解析：(1)在At=t2 ti內(nèi)，振動向右傳播的距離 Axi = + n 入(n=0i I2)Xi(4n 1),波速 vi = -1 = -t 4 t代入入=8 m , A t = 0.05 s得Vi = 40 (4 n + 1) m/s (n = 0、1、2)(2)在A t內(nèi)，振動向左傳播的距離Ax2=31+n(n=o、1、2)4波速 V2 = x2- = (n) = 40 (4 n + 3 ) m/s (n=0、1、2)t24. t(3 )由波速v=280 m/s ,故在