高中物理 第2章 机械波章末分层突破教师用书 鲁科版选修3-4-鲁科版高中选修3-4物理学案VIP免费

第2章机械波[自我校对]①介质②相互作用③能量④垂直⑤共线⑥平衡位置⑦原介质⑧传播方向⑨继续传播⑩叠加⑪不同________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________波的图象与振动图象的综合应用求解波动图象与振动图象综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法．1．分清振动图象与波动图象．此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图象，横坐标为t则为振动图象．12．看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．3．找准波动图象对应的时刻．4．找准振动图象对应的质点．图21甲为一列简谐横波在t＝0.10s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，如图21乙为质点Q的振动图象，则()甲乙图21A．t＝0.15s时，质点Q的加速度达到正向最大B．t＝0.15s时，质点P的运动方向沿y轴负方向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cmE．根据甲、乙两个图象知，波的传播速度为40m/s【解析】由图乙可知，t＝0.15s时，质点Q在负向最大位移处，加速度达到正向最大，故A对．t＝0.10s时，Q点正向y轴的负向运动，则知波沿x轴负方向传播，此时P点沿y轴向正向最大位移处运动．t＝0.15s时，即经过Δt＝0.05s＝，P点沿y轴负方向运动，故B对．从0.10s到0.25s，在Δt＝0.15s＝T内，波沿x轴负方向传播了λ＝6m．在t＝0.10s时，质点P处在平衡位置和最大位移处之间，经过T时，通过的路程不等于3倍振幅，故C、D错．根据甲图，λ＝8m，根据乙图，T＝0.20s，则v＝＝40m/s，E正确．【答案】ABE波的多解问题波动图象的多解涉及：1．波的空间的周期性相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同．2．波的时间的周期性波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波的图象相同．3．波的双向性．4．介质中两质点间的距离与波长关系未定在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所有可能情况，易出现漏解．5．介质中质点的振动方向未定在波的传播过程中，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种．波源的振动要带动它左、右相邻质点的振动，波要向左、右两方向传播．波在介质中左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同．如图22，简谐横波在t时刻的波形如实线所示，经过Δt＝3s，其波形如虚线所示．已知图中x1与x2相距1m，波的周期为T，且2T＜Δt＜4T.则可能的最小波2速为________m/s，最小周期为________s.图22【解析】由波形图可知波长λ＝7m，所以Δx＝1m＝λ，所以Δt＝(n＋)T或Δt＝(n＋)T，又由于2T＜Δt＜4T，所以周期的最大可能值Tmax＝s＝1.4s，周期的最小可能值Tmin＝s＝s，可能的最小波速vmin＝＝m/s＝5m/s.【答案】5如图23所示，实线表示t时刻的波形曲线，虚线表示经过时间Δt时的波形曲线．已知波长为λ，试求波的传播速度．图23【解析】此题没有给定波的传播距离，由实线波形和虚线波形相比较，在Δt时间内，波向右传播的距离可能是、、、…，即(k＋)λ，(k＝0,1,2，…)．则可以求出波的传播速度是一个通解：v1＝＝＝(k＝0,1,2，…)，若波向左传播，其传播距离Δs＝λ、λ、λ、…，即(k＋)λ，所以v2＝＝λ(k＝0,1,2,3，…)．【答案】若向右传播v1＝λ(k＝0,1,2,3，…)若向左传播v2＝λ(k＝0,1,2,3，…)解决波的多解问题的一般思路(1)首先考虑双向性，若题目未告知波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播的可能性进行讨论．(2)对设定的传播方向，确定Δt和T的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内的情况，然后在此基础上加nT.(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt大于或小于一个周期等，所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意．(4)空间的周期性与时间的周期性是一致的，实质上是波形平移规律的应用，所以应用时我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解．31....