高三物理一轮复习 波的图象及其图象导学案

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1、2012届高三物理一轮复习导学案十三、机械振动和机械波（4）机械波的图象及其应用【目标】1.理解波的图象的物理意义，知道波的图象与振动图象的关系；2.学会运用波动图象解决有关问题。【导入】一、波动图象1．图像：在平面直角坐标系中，用横坐标表示______________________，用纵坐标表示各个质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，就得出一条曲线，这条曲线就是波的图像。2．意义：在波的传播方向上，介质中质点在某一时刻相对各自平衡位置的位移3．形状：________________

2、________________________。二、简谐运动图像与机械波图像的对比表类别简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动三．简谐运动图像的应用1、已知质点振动速度方向判断波的传播方向，或与之相反的

3、问题，常用方法有：“游子回家”法、质点振动法、同侧法等2．已知波速V和波形，求出再经△t时间波形图的方法平移法：先算出经△t时间波传播的距离△x=V△t，再把波形沿波的传播方向平移动△x即可．因为波动图象的重复性，若已知波长λ，则波平移l个λ时波形不变，当△x=nλ十x时，可采取去整而留零x的方法，只需平移X即可．特殊点法：在波形上找两特殊点，如过平衡位置的点和与它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看△t=nT＋t，由于经过nT波形不变，所以也采取去整nT留零t的方法，分别做出两特殊点

4、经t后的位置，然后按正弦规律画出新波形．3．已知振幅A和周期T，求振动质点在△t时间内的路程和位移,若△t为半个周期的整数倍，可以用“4A”法则进行计算；若为其他情形，需用函数关系和对称性求解。4．波动图像问题中的多解性讨论波动图像问题中的多解性涉及有：（1）波的空间周期性，（2）波的时间周期性；（3）波的双向性，（4）介质中两质点间距与波长关系未定；（5）介质质点振动方向未定。分析此类多解问题要细心，切忌简单了事，只求出一种情况的结果就忘乎所以，要注意培养“讨论”这种习惯。【导研】[例1]（上

5、海青浦区07学年第二学期高三年级教学检测）如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2m／s。以下结论正确的是（）A．经过0.5s，质点a、b、c通过的路程均为0.1m；B．从t时刻起，若质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播；C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3；D．振源的振动频率为2.5Hz。【导评】_______________________________________________________________。[例2]图甲为一列简谐横

6、波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象。从该时刻起（）A．经过0.35s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B．经过0.25s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度C．经过0.15s，波沿x轴的正方向传播了3mD．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向【导评】_______________________________________________________________。Oyd2d3d4d5d6d7dyxt时刻t＋Δt时刻[例3]如图所示

7、，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线。B和C是横坐标分别为d和3d的两个质点，下列说法中正确的是（）A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B．任一时刻，如果质点B速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为6Δt/7D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为6Δt/13【导评】________________________________________________________________。[例4]在一根张紧的水平弹性长绳

8、上，a、b两点相距14．0m，b在a的右方，如图所示，一列简谐波沿绳向右传播，当a点位移达正最大时，b点位移恰为零且向下运动，经过1.00s后，a点位移为零且向下运动，而b点位移达到负最大，则此简谐波的波速可能等于()A．4.67m／sB．6m／sC．10m／sD．14m／s【导评】________________________________________________________________。[例5](2008届苏州五市三区高三教学调研测试试卷)一列简谐横波沿轴正向传播，时刻的