专题3 波的图像和多解问题-2021-2022学年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）

专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 专题三 波的图像和多解问题 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 [学业要求与核心素养] 科学思维 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。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 4.psd 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 知识点一　波的图像的理解和画法 [归纳升华] 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。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 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。 (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。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 　(2021·山东高二期末)图Ⅲ­1甲中的O点为某波源的位置，该波源从t＝0时刻开始振动的振动图像如图乙所示，产生的横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知波速v＝2 m/s。 (1)求该横波的波长； (2)写出波源的振动方程； (3)请在图甲中画出t＝1.5 s时的波动图像。 图Ⅲ­1 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 解析　(1)由图像得：横波的周期为T＝2 s，波长λ＝vT，解得λ＝4 m。 (2)由于ω＝eq \f(2π,T)＝πrad/s，波源的振动方程为y＝4sin πt(cm)。 (3)经1.5 s，波向前传播3 m，开始起振的方向为向上，则波形图如图： 答案　(1)λ＝4 m　(2)y＝4sin πt cm　(3)见解析图 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 ●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。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 1．一列横波t＝0时刻的波形如图Ⅲ­2甲所示，Q点是x轴正方向上离原点5 m处的质点(图中未画)。图乙表示介质中P质点此后一段时间内的振动图像，求： 图Ⅲ­2 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 (1)此横波的波速多大？ (2)假设t＝0时刻此横波刚传到P点，从该时刻开始计时经过时间t＝8 s，试确定质点Q所通过的路程大小。 (3)试画出t＝8 s时刻的波形图。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练 能力提升 互动探究 核心突破 解析　(1)根据图像可知，横波的周期以及波长分别为T＝4 s，λ＝2 m，则横波的波速为v＝eq \f(λ,T)，解得v＝0.5 m/s。 (2)因为波是匀速传播，所以此横波从该时刻传到Q点经历的时间t＝eq \f(Δx,v)＝eq \f(5－2,0.5) s＝6 s，Q质点振动2 s，即半个周期，所以Q质点的路程为s＝2A＝8 cm。 专题三 波的图像和多解问题 物理•选择性必修 第一册(RJ) 综合训练