專題課：振動(dòng)圖像和波的圖像綜合應(yīng)用

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機(jī)械波的多解問(wèn)題[科學(xué)思維]波的多解的情況學(xué)習(xí)任務(wù)一多解因素波的多解

波的傳播方向的雙向性形成多解

在中學(xué)階段,一般只限于討論機(jī)械波沿一直線傳播的簡(jiǎn)單情形,凡是沒有指明機(jī)械波沿哪個(gè)方向傳播,就要討論兩個(gè)方向的可能性

波的時(shí)間的周期性形成多解

機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的過(guò)程,t時(shí)刻與t+nT(n=1,2,…)時(shí)刻的波形完全重合,即同一波形圖可能是不同時(shí)刻形成的學(xué)習(xí)任務(wù)一多解因素波的多解

波的空間的周期性形成多解

將某一波形沿波的傳播方向平移波長(zhǎng)的整數(shù)倍的距離,平移后的波形與原波形完全重合,這就是波的空間周期性

質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況不明形成多解

在波動(dòng)問(wèn)題中,若某質(zhì)點(diǎn)在某時(shí)刻處于最大位移處,則有處于負(fù)向最大位移處與正向最大位移處兩種可能;若質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開始振動(dòng),則可能是沿y軸正方向或負(fù)方向兩個(gè)方向振動(dòng)

學(xué)習(xí)任務(wù)一例1一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,如圖所示的實(shí)線和虛線分別為t1和t2(t2>t1)兩個(gè)時(shí)刻的波的圖像,已知波速為16m/s.(1)若波是向右傳播的,則時(shí)間間隔t2-t1是多少?波傳播的距離為多少?例1一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,如圖所示的實(shí)線和虛線分別為t1和t2(t2>t1)兩個(gè)時(shí)刻的波的圖像,已知波速為16m/s.(2)若波是向左傳播的,則時(shí)間間隔t2-t1是多少?波傳播的距離為多少?學(xué)習(xí)任務(wù)一

學(xué)習(xí)任務(wù)一變式1(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播,該直線上平衡位置相距9m的a、b兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖所示.該波的圖像可能正確的是圖中的(

)AC學(xué)習(xí)任務(wù)一

變式2如圖所示,一列簡(jiǎn)諧波沿x軸方向傳播,t1=0時(shí)刻和t2=0.1s時(shí)刻的圖像分別為圖中的實(shí)線和虛線所示.下列說(shuō)法正確的是(

)A.該簡(jiǎn)諧波的波長(zhǎng)為40cmB.該簡(jiǎn)諧波的周期可能為0.2sC.該簡(jiǎn)諧波的頻率可能為17.5HzD.該簡(jiǎn)諧波的波速可能為200m/s學(xué)習(xí)任務(wù)一C學(xué)習(xí)任務(wù)一

學(xué)習(xí)任務(wù)二

波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像的綜合應(yīng)用[科學(xué)思維]

學(xué)習(xí)任務(wù)二

振動(dòng)圖像波動(dòng)圖像圖像物理意義

表示某質(zhì)點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的位移

表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移學(xué)習(xí)任務(wù)二

振動(dòng)圖像波動(dòng)圖像圖像信息(1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期(2)質(zhì)點(diǎn)振幅(3)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移(4)各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度方向(1)波長(zhǎng)、振幅(2)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位移(3)任意一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻加速度方向(4)傳播方向、振動(dòng)方向的互判圖像變化

隨著時(shí)間推移,圖像延續(xù),但已有形狀不變

隨著時(shí)間推移,圖像沿傳播方向平移形象比喻

記錄著一個(gè)人一段時(shí)間內(nèi)活動(dòng)的錄像帶

記錄著許多人某時(shí)刻動(dòng)作、表情的集體照片

學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二

學(xué)習(xí)任務(wù)二變式1在均勻介質(zhì)中,一列沿x軸正向傳播的橫波,其波源O在第一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖像如圖所示,則該波在第一個(gè)周期末的波形圖是 (

)D[解析]由振動(dòng)圖像可知波源開始振動(dòng)的方向沿y軸負(fù)方向,則一個(gè)周期末開始振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),其振動(dòng)方向也沿y軸負(fù)方向,所以A、C錯(cuò)誤;由振動(dòng)圖像可知,后半個(gè)周期振動(dòng)的振幅較大,根據(jù)波的傳播特點(diǎn)可知,B錯(cuò)誤,D正確.變式2(多選)如圖甲所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形圖,圖乙為這列波的傳播介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖像.下列說(shuō)法正確的是 (

)A.若波沿x軸正方向傳播,則圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)圖像B.若波沿x軸正方向傳播,則圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)B的振動(dòng)圖像C.若波沿x軸負(fù)方向傳播,則圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)C的振動(dòng)圖像D.若波沿x軸負(fù)方向傳播,則圖乙可能為質(zhì)點(diǎn)D的振動(dòng)圖像學(xué)習(xí)任務(wù)二BD[解析]從圖乙可以得出,質(zhì)點(diǎn)此時(shí)通過(guò)平衡位置,速度方向沿y軸正方向.若波沿x軸正方向傳播,從圖甲可以看出,質(zhì)點(diǎn)B的速度方向沿y軸正方向,選項(xiàng)B正確;若波沿x軸負(fù)方向傳播,從圖甲可以看出,質(zhì)點(diǎn)D的速度方向沿y軸正方向,選項(xiàng)D正確.學(xué)習(xí)任務(wù)二求解波的圖像與振動(dòng)圖像綜合類問(wèn)題可采用“一分、一看、二找”的方法.(1)分清振動(dòng)圖像與波的圖像.此步驟最簡(jiǎn)單,只要看清橫坐標(biāo)即可,橫坐標(biāo)為x則為波的圖像,橫坐標(biāo)為t則為振動(dòng)圖像.(2)看清橫、縱坐標(biāo)的單位.尤其要注意單位前的數(shù)量級(jí).(3)找準(zhǔn)波的圖像對(duì)應(yīng)的時(shí)刻.(4)找準(zhǔn)振動(dòng)圖像對(duì)應(yīng)的質(zhì)點(diǎn).備用習(xí)題1.一列橫波沿x軸傳播,圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波形,虛線表示從該時(shí)刻起0.005s后的波形.(1)如果周期大于0.005s,則當(dāng)波向右傳播時(shí),波速為多大?波向左傳播時(shí),波速又是多大?

備用習(xí)題1.一列橫波沿x軸傳播,圖中實(shí)線表示某時(shí)刻的波形,虛線表示從該時(shí)刻起0.005s后的波形.(2)如果周期小于0.005s,則當(dāng)波速為6000m/s時(shí),求波的傳播方向.[答案]向左傳播[解析]由題圖知,波長(zhǎng)λ=8m,波的傳播距離為Δx=vΔt=6000m/s×0.005s=30m=3.75λ,所以波向左傳播.備用習(xí)題2.一列橫波的波形如圖所示,實(shí)線表示t1=0時(shí)刻的波形圖,虛線表示t2=0.05s時(shí)刻的波形圖.(T為周期)(1)若2T>t2-t1>T,則波速可能為多大?

備用習(xí)題2.一列橫波的波形如圖所示,實(shí)線表示t1=0時(shí)刻的波形圖,虛線表示t2=0.05s時(shí)刻的波形圖.(T為周期)(2)若T<t2-t1,并且波速為360m/s,則波向哪個(gè)方向傳播?

3.如圖所示,a、b、c是處于同一均勻介質(zhì)中某一直線上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn),一列簡(jiǎn)諧橫波的波源在b點(diǎn),波同時(shí)沿該直線向ba和bc方向傳播,a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L1=7m,各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期T=0.4s,波長(zhǎng)4m≤λ≤5m,t1=0時(shí)刻,波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)a,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b恰好位于波峰,t2=1.6s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷.求:(1)簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng);備用習(xí)題

3.如圖所示,a、b、c是處于同一均勻介質(zhì)中某一直線上的三個(gè)質(zhì)點(diǎn),一列簡(jiǎn)諧橫波的波源在b點(diǎn),波同時(shí)沿該直線向ba和bc方向傳播,a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L1=7m,各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期T=0.4s,波長(zhǎng)4m≤λ≤5m,t1=0時(shí)刻,波剛好傳到質(zhì)點(diǎn)a,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b恰好位于波峰,t2=1.6s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷.求:(2)b、c兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離L.備用習(xí)題

1.(振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像綜合)(多選)如圖所示,若圖乙是圖甲中A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像,則(

)A.在圖乙中t=0時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)在平衡位置B.在圖乙中B指示的時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)的加速度為零C.在圖乙中C指示的時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置D.在圖乙中C指示的時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)的加速度方向向著平衡位置隨堂鞏固BD[解析]圖甲所反映的時(shí)刻A質(zhì)點(diǎn)正處于平衡位置,由A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像(圖乙)可知,A質(zhì)點(diǎn)在

t=0時(shí)刻正處于正向最大位移處,A錯(cuò)誤;在C指示的時(shí)刻,A質(zhì)點(diǎn)正向平衡位置運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;由A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像可知,B、D正確.2.(機(jī)械波的多解問(wèn)題)(多選)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t時(shí)刻波形圖如圖中的實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到P點(diǎn),t+0.6s時(shí)刻的波形圖如圖中的虛線所示,a、b、c、P、Q是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn).下列說(shuō)法正確的是 (

)A.這列波的波速可能為50m/sB.質(zhì)點(diǎn)a在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程一定小于30cmC.質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程可能為60cm