第三章 章末归纳提升-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修1【创新教程】五维课堂同步教师用书（人教版）

[知识整合] [能力强化] [强化点1]　振动图像与波动图像的区别与联系 对波的图像和振动图像的区别与联系的考查属于基础题型，虽难度不大，但它是新课标下高考的热点题，由于波的图像与振动图像形状相似，很多同学在应用时易混在一起，因此对波的图像和振动图像问题要形成良好的思维习惯． (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)利用波速关系式：波长、波速、周期(频率)间一定满足v＝＝λf. (4)如果是相互联系的波的图像与振动图像，要注意质点的振动方向与波的传播方向的相互确定． ①已知波形图和波的传播方向，可以确定质点的振动方向． ②已知质点的振动方向和波的图像，可以确定波的传播方向． [例1]　(2020·北京卷，6)一列简谐横波某时刻波形如图甲所示．由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示．下列说法正确的是(　　) A．该横波沿x轴负方向传播 B．质点N该时刻向y轴负方向运动 C．质点L经半个周期将沿x轴正方向移动 D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 [解析]　B　[A、B.由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动．根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确；C.质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错误；D.该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为－y方向，质点M加速度为＋y方向，故D错误．故选B.] ●[强化训练] 1．(多选)一列简谐横波，某时刻的图像如图甲所示，从该时刻开始计时，质点M的振动图像如图乙所示，则(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A．波沿x轴正方向传播 B．波速是25 m/s C．经过Δt＝0.4 s，质点M通过的路程是4 m D．质点P比质点Q先回到平衡位置 解析：BC　[由题图乙可知质点M在t＝0时刻在平衡位置且向上运动，则波必定沿x轴负方向传播，选项A错误；由题图甲可知波长λ＝20 m，由题图乙可知周期T＝8×10－1 s，所以波速v＝＝25 m/s，选项B正确；Δt＝0.4 s＝，所以质点M通过的路程为2A＝4 m，选项C正确；由于波沿x轴负方向传播，P点振动方向向下，回到平衡位置的时间大于，而Q点回到平衡位置的时间为，所以选项D错误．] [强化点2]　波的图像及应用 波的图像描述的是在波的传播方向上介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移，因此只要明确了波的图像、波的传播方向和介质中各质点振动方向三者的关系，再结合v＝λf就可解决有关波的大多数问题．常见问题如下： (1)已知波形图和波的传播方向，确定质点的振动方向； (2)已知波的图像和介质中质点的振动方向，确定波的传播方向； (3)已知质点的振动方向和波的传播方向，确定某时刻的波形图； (4)已知某时刻的波形图，画该时刻前、后的波形图； (5)已知两时刻的波形图求解相关的物理量； (6)已知振动图像和某时刻的波形图求相关的物理量． [例2]　(2020·全国卷Ⅲ，34(1))如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和t＝0.1 s时的波形图．已知平衡位置在x＝6 m处的质点，在0到0.1 s时间内运动方向不变．这列简谐波的周期为　________　 s，波速为　________　 m/s，传播方向沿x轴　________　(填“正方向”或“负方向”)． [解析]　因为x＝6 m处的质点在0～0.1 s内运动方向不变，所以该处质点从正向位移最大处经过四分之一个周期向下运动至平衡位置处，即 T＝0.1 s， 解得周期为T＝0.4 s，所以波速为v＝＝＝10 m/s，在虚线上，x＝6 m处的质点向下运动，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播． [答案]　0.4　10　负方向 ●[强化训练] 2．(多选)在均匀介质中坐标原点O处有一波源做简谐运动，其表达式为y＝5sinm，它在介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波刚好传播到x＝12 m处，波形图像如图所示，则(　　) A．此后再经6 s该波传播到x＝24 m处 B．M点在此后第3 s末的振动方向沿y轴正方向 C．波源开始振动时的运动方向沿y轴负方向 D．此后M点第一次到达y＝－3 m处所需时间是2 s 解析：AB　[由波源振动表达式可知ω＝，而ω＝，所以T＝4 s，由波形图知λ＝8 m，波速v＝＝2 m/s，Δx＝v·Δt＝12 m，故A项正确；经过Δt′＝3 s，波向前传播的距离为Δx′，Δx′＝v·Δt′＝6 m，画出这一时刻的波形图如图中虚线所示，由图可知，M点振动方向沿y轴正方向，B项正确；在波的传播过程中，各质点的起振方向都与波源的起振方向相同