第三章微专题　波的图像和多解问题-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（课件ppt)

第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 微专题　波的图像和多解问题 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 [学业要求与核心素养] 1．能根据某一时刻波的图像和波的传播方向，画出下一时刻和前一时刻波的图像。 2．会用公式v＝λf解答实际的波动问题。 3．掌握波在传播过程中的周期性和双向性。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．波的图像是机械波中的一个重要内容，以机械波的图像为载体，考查波动这一“群体效应”与振动这一“个体运动”的内在联系的试题，常是高考命题的热点之 知识点一　波的图像的理解和画法 互动探究·素能培优 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 一。常见问题一般包含如下几种类型：根据波的传播方向确定各质点振动方向；画出经过t时间后的波形；利用波动图像的周期性解决波的问题。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．在解决关于波的图像问题时，应注意以下几点： (1)波的传播方向的双向性：在题目未给出传播方向时，要考虑到波沿x轴的正方向和沿x轴的负方向传播的两种可能性。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 (2)波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，也就是说，每经过一个周期波形重复出现一次。从而使题目的解答出现多解的可能，即存在系列解。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 ［例1］如图Ⅲ－1是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形。已知波速v＝0.5 m/s，画出该时刻7 s前及7 s后的瞬时波形(至少要画一个波长)。 图Ⅲ－1 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 [解析]　 λ＝2 m，v＝0.5 m/s，T＝eq \f(λ,v)＝4 s。所以波在7 s内传播的距离为x＝vt＝3.5 m＝(1＋eq \f(3,4))λ，将现有波形向右平移eq \f(3,4)λ可得7 s后的波形(粗实线)；将现有波形向左平移eq \f(3,4)λ可得7 s前的波形(虚线)，如图所示。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 [答案]　见解析 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 核心素养·思维升华 　　根据某时刻的波形，画出另一时刻的波形的方法 (1)波形平移法：当波传播距离x＝nλ＋Δx时，波形平移Δx即可。 (2)特殊质点振动法：当波传播时间t＝nT＋Δt时，根据振动方向判断相邻特殊点(波峰处质点，波谷处质点，平衡位置处质点)振动Δt后的位置进而确定波形。应用波形平移法时一定要注意平移的是波的形状而不是质点的位置，每个质点都是在各自的平衡位置附近上下振动，并不随波形迁移。从这个角度说，用特殊质点振动法更能体现各个质点的振动和所有质点波动的关系。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．一列简谐波在t时刻的波形图如图Ⅲ－2所示，波沿x轴正方向传播，且波速为2 m/s，在图中分别画出(t＋3)s和(t－3)s两个时刻波的图像。 ［针对训练］ 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 图Ⅲ－2 答案　(t＋3)s和(t－3)s两时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时波形如图Ⅲ－3甲所示，已知在0.6 s末，A点恰第四次(图中为第一次)出现波峰，求： 图Ⅲ－3 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 (1)该简谐波的波长、波速分别为多少？ (2)经过多长时间x＝5 m处的质点P第一次出现波峰？ (3)如果以该机械波传到质点P开始计时，请在图乙中画出P点的振动图像，并标明必要的横、纵坐标值，至少画出一个周期的图像。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 解析　(1)由题图可知λ＝2 m，T＝eq \f(0.6,3) s＝0.2 s， v＝eq \f(λ,T)＝10 m/s。 (2)波峰传到P点，t＝eq \f(Δx,v)＝eq \f(5－0.5,10) s＝0.45 s。 (3)由题图甲可知，质点起振的方向为经平衡位置在向下振动，振动图像如图所示。 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 答案　见解析 第三章 机械波 物理选择性 必修第一册 菜 单 由于振动具有周期性，介质中振动的质点会在不同时刻多次达到同一位置，故波在传播过程中容易出现多解问题。 知