習題課2 機械波的傳播

習題課2機械波的傳播核心素養(yǎng)導學物理觀念(1)理解振動圖像、波的圖像的區(qū)別與聯(lián)系。(2)知道波的多解問題的原因。科學思維(1)掌握根據(jù)振動圖像、波的圖像相結合分析問題的方法。(2)學會分析計算波的多解問題?？茖W態(tài)度與責任通過對機械波內容的學習，認識到物理學是基于人類有意識的探究而形成的對自然現(xiàn)象的描述與解釋，在研究中必須堅持實事求是的態(tài)度。綜合提能(一)振動圖像與波的圖像的比較[融通知能]特點振動圖像波的圖像相同點圖線形狀正(余)弦曲線正(余)弦曲線縱坐標y不同時刻某一質點的位移某一時刻介質中所有質點的位移縱坐標最大值振幅振幅不同點描述對象某一個振動質點一群質點(x軸上各個點)物理意義振動位移y隨時間t的變化關系x軸上所有質點在某一時刻振動的位移y橫坐標表示時間t表示介質中各點的平衡位置離坐標原點的距離x續(xù)表[典例]一列簡諧橫波在某均勻介質中沿x軸傳播，從x＝3m處的質點a開始振動時計時，圖甲為t0時刻的波形圖且質點a正沿y軸正方向運動，圖乙為質點a的振動圖像，則下列說法正確的是

(

)A．該波的頻率為2.5HzB．該波的傳播速度為200m/sC．該波是沿x軸負方向傳播的D．從t0時刻起，a、b、c三質點中c最先回到平衡位置[答案]

B解決y-t和y-x圖像綜合問題，關鍵要明確兩點：一是y-t圖像描述的是哪個質點的振動；二是y-x圖像是哪一時刻的圖像，然后根據(jù)y-t圖像確定這一時刻該點的位移和振動方向，最后根據(jù)y-x圖像確定波的傳播方向。

/方法技巧/答案：D

答案：A

3．(2023·全國乙卷)(多選)一列簡諧橫波沿x軸傳播，圖(a)是t＝0時刻的波形圖；P是介質中位于x＝2m處的質點，其振動圖像如圖(b)所示。下列說法正確的是(

)A．波速為2m/sB．波向左傳播C．波的振幅是10cmD．x＝3m處的質點在t＝7s時位于平衡位置E．質點P在0～7s時間內運動的路程為70cm綜合提能(二)波的多解問題[融通知能]1．造成波動問題多解的主要因素(1)周期性

時間周期性：相隔周期整數(shù)倍時間的兩個時刻的波形圖完全相同，時間間隔Δt與周期T的關系不明確造成多解?？臻g周期性：沿傳播方向上，相隔波長整數(shù)倍距離的兩質點的振動情況完全相同，質點間距離Δx與波長λ的關系不明確造成多解。(2)雙向性對給定的波形圖，波的傳播方向不同，質點的振動方向也不同，反之亦然。傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。振動方向雙向性：質點振動方向不確定。2．波動問題的幾種可能性(1)質點達到最大位移處，則有正向和負向最大位移兩種可能。(2)質點由平衡位置開始振動，則有起振方向向上、向下(或向左、向右)的兩種可能。(3)只告訴波速不指明波的傳播方向，應考慮沿x軸正方向和x軸負方向兩個方向傳播的可能。(4)只給出兩時刻的波形，則有多次重復出現(xiàn)的可能等。波的多解問題中出現(xiàn)某些條件限制時，系列解可能變成有限個解或單解。

[答案]

A/方法技巧/解決波的多解問題的一般思路(1)首先考慮傳播方向的雙向性，如果題目未說明波的傳播方向或沒有其他條件暗示，應首先按波傳播方向的可能性進行討論。(2)對設定的傳播方向，首先確定Δt和T(或確定Δx和λ)的關系，一般先確定最簡單的情況，即一個周期內(或一個波長內)的情況，然后在此基礎上加nT(或nλ)。(3)應注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時間Δt大于或小于一個周期等，所以解題時應綜合考慮，加強多解意識，認真分析題意。