四川省广安市岳池县第一中学高中物理《第二章 机械波》学案 教科版选修3-4VIP免费

四川省广安市岳池县第一中学高中物理《第二章机械波》学案教科版选修3-4一、波的形成及传播规律1．波的形成及特点：波源把自己的振动方式通过介质的质点由近及远地传播，就形成了波．(1)质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移；(2)介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同；(3)每个质点的振动周期都等于波的传播周期，质点振动一个周期波传播一个波长；(4)波传播的是波源的振动形式和能量，也能传递信息．2．波长、周期、频率的关系：v＝λf＝，其中波速v与介质有关．因波传播的是波源的振动形式，故当同一列波在不同种介质中传播时，波的周期和频率不发生变化．例1在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s，振幅为A.M、N是位于平衡位置1且相距2m的两个质点，如图1所示．在t＝0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s．则()图1A．该波的周期为sB．在t＝s时，N的速度一定为2m/sC．从t＝0到t＝1s，M向右移动了2mD．从t＝s到t＝s，M的动能逐渐增大二、波动图像反映的信息及其应用从波动图像中可以看出：(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2如图2所示的横波正在沿x轴正方向传播，波速为0.5m/s.请回答下列问题：图2(1)P点此时速度方向如何？加速度方向如何？(2)质点K和P哪个先回到平衡位置？(3)经过半个周期，质点L的位移和路程分别等于多少？波传播的距离是多少？(4)请画出此波经过1s后的波形曲线．三、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＝λ/T＝λf.例3(2014·新课标Ⅱ·34(1))图3(a)为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0m处的质点；图(b)为质点Q的振动图像．下列说法正确的是________．2图3A．在t＝0.10s时，质点Q向y轴正方向运动B．在t＝0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿x轴负方向传播了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路程为30cmE．质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin10πt(国际单位制)四、波动问题的多解性波在传播过程中，由于空间周期性、时间周期性和传播方向的双向性而引起多解，解决这类问题要注意下列情况：1．波的空间周期性：在波的传播方向上，相距为波长整数倍的质点的振动情况相同．2．波的时间周期性：由波的传播特性可知，经过整数倍个周期，波的图像相同．3．波的传播方向的双向性：若根据题中条件无法确定波的传播方向，在解题时要注意考虑波的传播方向可以有两个方向．例4如图4所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线．图4(1)若波向左传播，求它传播的距离及最小距离；(2)若波向右传播，求它的周期及最大周期；(3)若波速为35m/s，求波的传播方向．(3)Δx＝v·Δt＝35×0.2m＝7m＝(λ＋3)m，所以波向左传播．针对训练如图5所示，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.则可能的最小波速为________m/s，最小周期为________s.3图51．(波的图像)沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图6所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t＝s时()图6A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相反2．(波动图像与振动图像)某波源S发出一列简谐横波，波源S的振动图...