高中物理：2.2机械波的图像描述 学案粤教版选修3-4VIP免费

波动图象专题导学波动图象是高考命题频率最多的知识点，题型主要以选择和填空题居多，偶尔也有计算题型．波的图象是高考的重点也是高考的难点．波的图象要与振动图象区别开．简谐运动的图象，反映的是质点相对平衡位置的位移随时间变化的规律，图线随着时间的继续要延伸，但原有图形不变．波动图象，反映的是同一时刻介质中各个质点相对各自平衡位置的位移，波形在不同时刻呈现不同，但波形具有周期性和重复性．波的周期性分空间周期性(在同一波线上，相距为波长整数倍的各个质点的振动情况完全相同)和时间周期性(波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波形图线相同)．波的图象问题要注意以下五种情况可能引起的多解：⑴波的空间周期性引起；⑵波的时向周期性引起；⑶波的双向性引起；⑷介质两质点间距离与波长关系未定引起；⑸介质质点振动方向未定引起．解波的图象问题的方法：⑴波形平移法(△t后的波形，由原波形沿波传播方向平移．tvs而得)；⑵波图象定义法(寻找某时刻各介质质点的位移矢量，连各矢量末端而成)；⑶振动落后法(离振源越远的质点振动越落后)；⑷“上下坡”法(波形上坡段质点向下运动，波形下坡段质点向上运动)．【典型例题透析】㈠识图类〖例1〗一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t=1s时刻的波形如图中虚线所示．由此可以判定此波的：A.波长一定是4cmB.周期一定是4sC.振幅一定是2cmD.传播速度一定是1cm/s〖命题意图〗考查波长、周期、振幅和传播速度概念，考查公式Tv和波的双向性，考查从图中搜取信息的能力．〖解题思路〗由图象可直接得出该波的波长cm4，振幅为2cm，故A、C正确．但本题中未说明波的传播方向，如波沿x轴正向传播，传播时间Tnt41，又sT1，3210144,,,n,nT；波速321014,,,nnTv．用心爱心专心如波沿x轴负向传播，传播时间Tnt43，又sT1，3210344,,,n,nT波速321034,,,nnTv．由以上分析可看出，波速和周期都不是定值．故B、D不对．本题正确答案为AC〖探讨评价〗在给定两时刻波形时，若不告之波的传播方向，要注意波的双向性可能引起的多解．㈡绘图类试题绘图类试题分画波形类题和应用波形类题．1.画波形图〖例2〗图a中有一条均匀的绳，1、2、3、4、…是绳上一系列等间隔的点．现有一列简谐横波沿此绳传播．某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示(其他点的运动情况未画图)，其中点12的位移为零，向上运动，点9的位移达到最大值．试在图c中画出再经过43周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画．（图c的横、纵坐标与图a、b完全相同）〖命题意图〗考查对波形成过程的理解，考查画波形图的能力．〖解题思路〗已知在绳上传播的是简谐横波，因此第9、10、11、12四点的连线形成41波形，从0点到第12点可以画出一个完整的波形．从图上各点的位置和运动方向可以看出，第11点的位置和速度方向，恰是下一时刻第12点的位置和速度方向，由此判断波动向右传播．于是不难得到经过43周期时，点3、4、5、6的位置和速度方向．见图c．用心爱心专心〖例3〗已知平面简谐波在x轴上传播，原点O的振动图线如图a所示，t时刻的波形图线如图示，则t+0.5s时刻的波形图线可能是：〖命题意图〗考查由某一时刻波形画另一时刻波形的能力，考查挖掘图中隐含条件的能力．〖解题思路〗由振动图象a可知振动周期T=0.4s，经s.t'tt50，即经过411Ttn个周期后，波动图象与经T41后的波动图象相同，若波沿x正向传播，则波形b向右平移41个波长如图D所示；若波沿x负方向传播，则波形b向左平移41个波长如图C所示．选项CD正确．〖探讨评价〗由某一时刻波形画另一时刻波形有两种方法：一是平移法；二是波的定义法．一般前一种方法比后一种方法简便．2.应用波形图〖例4〗简谐横波某时刻的波形图线如图所示．由此图可知：A.若质点a向下运动，则波是从左向右传播的B.若质点b向上运动，则波是从左向右传播的C.若波从右向左传播，则质点c向下运动D.若波从右向左传播，则质点d向上运动〖解题思路〗利用“上下坡法则”判断上下坡法...