高二物理機械波圖像描述省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

機械波圖像描述習題課課前熱身能力·思維·方法延伸·拓展1/33關鍵點·疑點·考點1.橫波傳輸方向與質(zhì)點振動方向關系.

已知波傳輸方向，判斷某一質(zhì)點振動方向，或反過來由某一質(zhì)點振動方向判斷波傳輸方向，方法互逆，主要有兩種：2/33關鍵點·疑點·考點(1)波形平移法：將原波形(圖7-4-1中實線)沿波傳輸方向平移

/4(圖7-4-1中虛線)，則某一質(zhì)點運動方向就由實線上位置指向虛線上對應位置方向，圖中A、B、C各點運動方向如圖所表示:圖7-4-13/33關鍵點·疑點·考點(2)“上下坡法”：沿著波傳輸方向走波形狀“山路”，從“谷”到“峰”上坡階段上各點都是向下運動，從“峰”到“谷”下坡階段上各點都是向上運動，即“上坡下，下坡上”，圖中A、B點即為“下坡上”；C點為“上坡下”.

其中方法(1)有助了解，方法(2)簡捷.4/33關鍵點·疑點·考點2.已知波速v和某一時刻波形，畫出再經(jīng)△t時間波形圖，方法有二：

(1)平移法：先算出經(jīng)△t時間波傳輸距離△x=v·△t，再把波形沿波傳輸方向平移△x即可.因為波動圖像重復性，若已知波長

，則波形平移n

時波形不變，當△x=n+x

時，可采取去整(n

留0(x)方法，只需平移x

即可.5/33關鍵點·疑點·考點(2)特殊點方法：在波形上找兩特殊點，如過平衡位置點和與它們相鄰峰(谷)點，先確定這兩點振動方向，再將Δt換算為nT+xT，其中n為正整數(shù)，T為周期，x為真分數(shù).因為經(jīng)nT波形不變，所以也采取去整(nT)留0(xT)方法，分別做出兩特殊點經(jīng)xT后位置，然后按正弦規(guī)律畫出新波形.6/33關鍵點·疑點·考點3.已知振幅A和周期T，求振動質(zhì)點在△t時間內(nèi)旅程和位移求振動質(zhì)點△t時間內(nèi)旅程和位移，因為牽涉質(zhì)點初始狀態(tài)，需用正弦函數(shù)，較復雜；但△t若為半周期T/2整數(shù)倍則很輕易.

在半周期內(nèi)質(zhì)點旅程為2A，若△t=n·T/2，n=1,2,3……則旅程s=2A·n，當質(zhì)點初始位移(相對平衡位置)為x0時，經(jīng)T/2奇數(shù)倍時位移為-x0，經(jīng)T/2偶數(shù)倍時位移仍為x0.7/33關鍵點·疑點·考點4.波動問題中多解性主要考慮：

(1)波空間上周期性，即沿波傳輸方向相距為波長整數(shù)倍多個質(zhì)點振動情況完全相同.(2)波時間上周期性，即波在傳輸過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時，其波形圖線相同.(3)波傳輸方向雙向性，一樣兩個時刻波形，向左和向右傳輸所平移距離是不一樣，如圖7-4-1中兩個時刻波形，若向左傳輸，則這段時間內(nèi)波形平移(1/4+n)個波長；若向左傳輸則這段時間傳輸(3/4+n)個波長.8/33課前熱身1.一列橫波沿水平方向傳輸，某一時刻波形如圖7-4-2所表示，則圖中a、b、c、d四點在此時刻含有相同運動方向是(A)①a和c②a和d③b和c④b和dA.②③B.②④C.①④D.③④圖7-4-29/33課前熱身2.如圖7-4-3實線表示t1時刻波形曲線，虛線為t2=t1+0.5s時刻波形曲線，則波傳輸速度可能為(D)A.2m/sB.4m/sC.8m/sD.12m/s圖7-4-310/33課前熱身3.關于振動圖像和波圖像以下正確是(B)①波圖像反應出各個質(zhì)點在同一時刻位移②經(jīng)過波圖像能夠找出任一質(zhì)點、任一時刻位移③振動圖像橫軸是時間軸④y軸都表示質(zhì)點離開平衡位置位移

A.①②④B.①③④C.②③④D.①②③11/33課前熱身4.如圖7-4-4為一列橫波某時刻波圖像，已知波向右傳輸，則以下敘述正確是(C)圖7-4-412/33課前熱身①經(jīng)過半個周期，C點將運動到E點處②M點和P點振動情況完全相同③A點比F點先到達最低位置④B、D兩點振動步調(diào)相反

A.①②③B.①②④C.②③④D.①③④13/33能力·思維·方法【例1】如圖7-4-5為一簡諧橫波波形圖，已知B質(zhì)點先于A質(zhì)點0.08s抵達波峰，由此可知波傳輸方向是

，波傳輸速度為

.圖7-4-514/33能力·思維·方法【解析】(1)由圖7-4-5，B質(zhì)點此刻在波谷位置，下一時刻質(zhì)點B將向上振動，則A質(zhì)點此刻只有向下運動才會有B質(zhì)點先于A質(zhì)點到波峰位置.A質(zhì)點向下運動，則A質(zhì)點處于波形圖“上坡”位置上，要“上坡”，只能是從右向左，所以波傳輸方向是從右向左.(2)A、B質(zhì)點相距

/4，所以A、B兩質(zhì)點振動時間相差△t=T/4，即△t=T/4=0.08s,T=0.32s，

=8m，由波速公式v=

/t，得v=8/0.32=25(m/s).15/33能力·思維·方法【解題回顧】從波圖像上分析出各個質(zhì)點振動過程并加以比較這是分析振動和波綜合問題基本方法.16/33能力·思維·方法【例2】圖7-4-6是一列簡諧橫波在t=0時波動圖像.波傳輸速度為2m/s，則從t=0到t1=2.5s時間內(nèi)，質(zhì)點M經(jīng)過旅程是

m，位移是

m.圖7-4-617/33能力·思維·方法【解析】由波圖像，可直接讀出波長為0.4m，振幅為5cm.由波傳輸方向沿x軸正方向，可判斷此時刻M點正經(jīng)過平衡位置向y軸正方向運動.=0.4m，v=2m/s，△t=2.5s，A=5cm，所以T=

/v=0.4/2=0.2s，△t=2.5/0.2T=12.5T.M點經(jīng)過旅程s=12.5×4A=250cm=2.5m.

經(jīng)過12個周期M點回到原位置，再經(jīng)半個周期仍回到原位置，位移為0.18/33能力·思維·方法【解題回顧】在波動過程中，全部質(zhì)點都在本身平衡位置附近振動，并不隨波遷移.在解題時要將質(zhì)點旅程、速率和波傳輸旅程、速率區(qū)分開.19/33能力·思維·方法【例3】如圖7-4-7(甲)中有一條均勻繩，1、2、3、4、…是繩上一系列等間隔點.現(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳輸.某時刻，繩上9、10、11、12四點位置和運動方向如圖乙所表示(其它點運動情況未畫出)，其中點12位移為0，向上運動，點9位移到達最大值.20/33能力·思維·方法試在圖丙中畫出再經(jīng)過3/4周期時點3、4、5、6位置和速度方向，其它點無須畫.(圖丙橫、縱坐標與圖甲、乙完全相同)21/33能力·思維·方法【解析】首先在圖7-4-7(乙)中把該波形圖補畫出3、4、5、6各質(zhì)點位置如圖7-4-7(丁)中所表示，由圖中點12位移為0速度方向向上，則可確定這列波向右傳輸，依據(jù)平移法，該波向右平移3/4λ等效于向左平移1/4λ再畫出經(jīng)3/4T后波形圖，如圖7-4-7(丁)中虛線所表示，并在虛線中標出3、4、5、6四個質(zhì)點位置并依據(jù)波向右傳輸確定質(zhì)點運動方向，如圖7-4-7(丁)所表示.圖7-4-7(丁)22/33能力·思維·方法【解題回顧】此題在確定圖7-4-7(乙)中3、4、5、6各質(zhì)點位置后，也可用特殊質(zhì)點法確定經(jīng)3/4周期后波形圖，請同學們試試看.23/33能力·思維·方法【例4】如圖7-4-8所表示，S點是波源，振動頻率f=100Hz，波向右傳輸波速v=8m/s，在傳輸過程中經(jīng)過P、Q兩點，已知SP=4.2m、SQ=5.4m.(1)在某一時刻t，當S點經(jīng)過平衡位置向上運動時，P點和Q點是處于波峰，還是處于波谷，或者處于其它位置?(2)取t為時間起點，分別作出P、Q兩點振動圖線.24/33能力·思維·方法【解析】(1)在t時刻，S點經(jīng)過平衡位置波形可能有兩種，如圖7-4-9所表示.依據(jù)波傳輸方向與振動方向關系，由S點向上運動可得實線波合題意.

由v=

·f得

=v/f=80/100m=0.8m，則有SP=4.2m=5+1/4

，SQ=5.4m=6+3/4

圖7-4-925/33能力·思維·方法

因為波空間周期性，在t時刻，P點與R點振動情況相同，所以P點在波谷，一樣，Q點與J點振動情況相同，所以Q點在波峰.(2)P、Q兩點振動圖線如圖7-4-10所表示.圖7-4-1026/33能力·思維·方法【解題回顧】解答中假如準確地把波形圖線畫到P點和Q點，當然能夠判斷，但沒有必要這么做，因為波形含有周期性，常利用去整留0方法加以分析判斷.27/33延伸·拓展【例5】一列橫波在x軸上傳輸，t1=0和t2=0.005s時波形如圖7-4-13所表示實線和虛線.(1)設周期大于(t2-t1)，求波速.(2)設周期小于(t2-t1)，而且波速為6000m/s，求波傳輸方向.圖7-4-1328/33延伸·拓展【解析】當波傳輸時間小于周期時，波沿傳輸方向前進距離小于一個波長，當波傳輸時間大于周期時，波沿傳輸方向前進距離大于波長.(1)因△t=((t2-t1))＜T，所以波傳輸距離能夠直接由圖讀出.

若波向右傳輸，則在0.005s內(nèi)傳輸了2m，故波速為v=2m/0.005s=400m/s；若波向左傳輸，則在0.005s內(nèi)傳輸了6m，故波速為v=6m/0.005s=1200m/s.29/33延伸·拓展(2)因((t2-t1))＞T，所以波傳輸距離大于一個波長，在0.005s內(nèi)傳輸距離為

△x=vt=6000×0.005m=30m，△x/=30/8=15/4，即△x=3+3/4

所以，可得波傳輸方向沿x軸負方向.30/33延伸·拓展【解題回顧】(1)上述在周期大于((t2-t1))條件下，得到波速400m/s和1200m/s兩個速度，是向右和向左傳輸兩個最小速度.若無此條件限制，波速可能值是向右傳輸v=(n+2)/0.005m/s=(1600n+400)m/s；向左傳輸v=(n+6)/0.005m/s=(1600n+1200)m/s，(n=1，2，3，…).第(2)問中v=6000m/s，正是n=3時向左傳輸速度.31/33延伸·拓展(2)本題第(2)問有各種解法，主要能夠從三個方面考慮；一是從波傳輸距離和波長關系考慮(本題采取)；二是從波速普通表示式考慮；三是從傳輸時間與周期關系考慮.(3)分析這類多解問題要細心，切忌簡單了事，只求出一個情況結果就忘乎所以.要注意培養(yǎng)嚴慎重密科學態(tài)度.32/33石器時代，是考古學家假定一個時間區(qū)段，為考古學上術語。石器時代分為舊石器時代、中石器時代與新石器時代?？脊艑W對早期人類歷史分期第一個時代，即從出現(xiàn)人類到青銅器出現(xiàn)，大約始于距今二三百萬年，止于距今5000至年左右。石器時代2.5http://www.shiqi.so/gl/dike.htm石器時代2.5這一名稱是英國考古學家盧伯克于1865年首先提出，這個時代在地質(zhì)年代上已進入全新世。石器時代只是個時間區(qū)段概念，石器時代并不代表那個時候人類只會使用石器；據(jù)近代考古出土大量文化遺存表明，幾千年前古人已經(jīng)步入冶鑄、稻作、制陶、紡織等文明時期。青銅、鐵器為金屬品，遺存幾千年較少；陶器、玉器可存時間長，出土遺存較多。誰說，“屋”里，就一定要是地面？這座屋子里，墻內(nèi)，門內(nèi)，也還是水，比外頭那一灣更清、更艷，水上飄著幾盞琉璃荷花燈，微微蕩漾，艷得幾乎要死在了這泓水波里。除了燈之外，水面上還有一樣東西：橋。很窄很窄、很細很細橋，平平貼著水波，似一失足就要淹死在水里，那卻未免死得也太艷麗了，因為它比那琉璃燈更絕，竟是血普通紅石，一粒一粒砌出來。燈光一映，它更有了啼血般哀艷神色，宛轉橋身，就好像美人垂死而無力裙裾。這裙裾通向水中央一只“宮燈”。屋內(nèi)最明麗燈光，也就是從那宮燈中透出來。它有八面，冰裂紋、亞字紋、龜背紋、萬字紋、步步錦，每一面格紋都玲瓏剔透，捧出格心圖案，八仙過海、麒麟踏云、天馬追風、歲寒四友，每幅都活靈活現(xiàn)?？上Ц窈蠖济芍饺乇〖?，影影綽綽，叫人看不清燈里情形。蘇明遠就是踏著纖艷欲死曲橋，往燈里走，每走幾步，就自己扯下一件衣服，踏入燈門時，已經(jīng)只余一件褻衣?！獙α?/p>