2017-2018学年高中物理机械波章末整合提升学案教科版

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1、第二章机械波章末整合提升一、波动图像反映的信息及其应用从波动图像可以看出：(1)波长λ；(2)振幅A；(3)该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况；(4)如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一时刻的波形；(5)如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求得各质点振动的周期和频率：T＝，f＝.【例1】　振源O起振方向沿－y方向，从振源O起振时开始计时，经t＝0.7s，x轴上0至6m范围第一次出现如图1所示简谐波，则(　　)图1A．此波的周期一定是0.4sB．此波的周期可能是sC．此列波的波速为m/sD．t＝0.

2、7s时，x轴上3m处的质点振动方向沿＋y方向解析　由图可知波长λ＝4m，当0至6m范围第一次出现图示简谐波，说明x＝4m处的质点第1次位于波峰位置，所以波传播的时间t＝T＋T＝0.7s，则周期T＝0.4s，选项A正确，B错误；由v＝得波速v＝＝10m/s，选项C错误；波向右传播，由“上下坡”法可判断出t＝0.7s时，x轴上3m处的质点振动方向沿－y方向，选项D错误．答案　A针对训练1　一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图2实线所示，从此时刻起，经0.1s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为10m/s，则____________．图2A．这

3、列波沿x轴负方向传播B．这列波的周期为0.4sC．t＝0时刻质点a沿y轴正方向运动D．从t＝0时刻开始质点a经0.2s通过的路程为0.4mE．x＝2m处的质点的位移表达式为y＝0.2sin(5πt＋π)m解析　从图中可以看出波长等于4m，由已知得波速等于10m/s，周期T＝0.4s，B正确；经0.1s波形图如题图虚线所示，说明波沿x轴负方向传播，A正确；t＝0时刻质点a沿y轴负方向运动；从t＝0时刻开始质点a经0.2s，即半个周期通过的路程为0.4m，D正确；由y＝Asin(ωt＋φ)易得E正确．答案　ABDE二、波动图像与振动图像的区别

4、和联系面对波的图像和振动图像问题时可按如下步骤来分析：(1)先看两轴：由两轴确定图像种类．(2)读取直接信息：从振动图像上可直接读取周期和振幅；从波的图像上可直接读取波长和振幅．(3)读取间接信息：利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向；利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判．(4)利用波速关系式：波长、波速、周期间一定满足v＝＝λf.【例2】　(多选)图3甲为一列简谐波在某一时刻的波形图，Q、P是波上的质点，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像，从该时刻起，下列说法中正确的是(　　)图3A．经过0.05s时，质

5、点Q的加速度大于质点P的加速度B．经过0.05s时，质点Q的加速度小于质点P的加速度C．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴负方向D．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向解析　由图乙可知，质点的振动周期T＝0.2s，经过0.05s，即周期，质点P到达负向的最大位移处，而此时质点Q处在正的某一位移处，位移越大，加速度越大，故B正确；经过0.1s，即周期，质点Q在从正的最大位移处回到平衡位置的途中，运动方向沿y轴负方向，故C正确．答案　BC针对训练2　(多选)图4甲为一列简谐横波在t＝0.1s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的

6、质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则(　　)图4A．横波的波长是8mB．横波的频率是0.2HzC．质点P随波迁移的速度大小为40m/sD．t＝0.1s时质点P正沿y轴正方向运动解析　由波动图像可知，横波的波长是8m，选项A正确；由质点Q的振动图像可知，横波的周期为0.2s，频率是5Hz，选项B错误；质点P围绕平衡位置振动，不随波迁移，选项C错误；根据质点Q的振动图像，t＝0.1s时刻，质点Q正沿y轴负方向运动，说明波沿x轴负方向传播．t＝0.1s时质点P正沿y轴正方向运动，选项D正确．答案　AD三、波动问题的多

7、解性波动问题出现多解性的原因：(1)空间周期性：波在均匀介质中传播时，传播的距离Δx＝nλ＋x0(n＝0,1,2……)，式中λ为波长，x0表示传播距离中除去波长的整数倍部分后余下的那段距离．(2)时间周期性：波在均匀介质中传播的时间Δt＝nT＋t0(n＝0,1,2……)，式中T表示波的周期，t0表示总时间中除去周期的整数倍部分后余下的那段时间．(3)传播方向的双向性：我们解决的都是仅限于波在一条直线上传播的情况，即有沿x轴正方向或负方向传播的可能．(4)介质中质点间距离与波长的关系的不确定性：已知两质点平衡位置间的距离及某一时刻它们所在的

8、位置，由于波的空间周期性，则两质点存在着多种可能波形．做这类题目时，可根据题意，在两质点间先画出最简波形，然后再做一般分析，从而写出两质点间的距离与波长关系的通式．【例3】　如图5所示，实线是