2017-2018学年高中物理 第二章 机械波章末整合提升学案 教科版选修3-4

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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＝0.7s时，x轴上3m处的质点

2、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．这列波沿x轴负方向传播B．这列波的周期为0.4sC．t

3、＝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

4、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

5、，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

6、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

7、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

8、5所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波