3.2.2 波的描述（波的图像和振动图像） 学案-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

课题：3.2.2波的图像和振动图像 1、 学习目标： 1.理解波的图像和振动图像的区别。 2.掌握波长、频率和波速的关系，并会进行有关计算。 3.波的图像和振动图像的区别与联系。 二、自学指导与检测：（堂清） 自学指导 导学检测与课堂展示 自学内容 如图甲、乙为某一列波在某时刻的波的图像和某质点的振动图像，两图像横坐标和纵坐标分别表示什么意义？两图线的物理意义分别是怎样的？ 答案波的图像横坐标表示各质点的平衡位置，纵坐标表示某时刻各质点离开平衡位置的位移；而振动图像横坐标表示某质点运动的时间，纵坐标表示该质点在不同时刻离开平衡位置的位移．波的图像表示某时刻各质点的位移，振动图像表示质点的位移随时间变化的规律． 合作 学习内容 如图甲所示为一列简谐横波在t＝0时的波的图像，图乙所示为该波中平衡位置位于x＝4 m处的质点P的振动图像．下列说法正确的是(　　) A．此波的波速为2 m/s B．此波沿x轴正方向传播 C．t＝0.5 s时质点P的速度最大 D．t＝1.0 s时质点P的加速度最大 答案　C 解析　由题图可知，周期T＝1.0 s，波长λ＝4 m，则波速v＝＝ m/s＝4 m/s，选项A错误；平衡位置位于x＝4 m处的质点P在t＝0时刻向下振动，根据“上下坡法”知，波沿x轴负方向传播，选项B错误；t＝0.5 s时，质点P运动到平衡位置向上振动，速度最大，选项C正确；t＝1.0 s时质点P运动到平衡位置向下振动，加速度为零，选项D错误． 知识点清单（习得） 三、巩固诊断：（日清） 层次 练与展 A层 如图所示，一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形图如图甲所示，图乙表示x＝1.0 m处质点P的振动图像．求： (1) 波的波长λ和振幅A； (2) 请判断这列波的传播方向，并计算该简谐横波传播速度v的大小； (3) t＝0.7 s内质点Q运动的路程s. 答案　(1)2.0 m　10 cm　(2)沿x轴正方向　5 m/s　(3)0.7 m 解析　(1)由题图甲知，波的波长λ＝2.0 m，振幅A＝10 cm； (2)由v＝，又T＝0.4 s， 所以v＝5 m/s， 由题图乙知，质点P在t＝0时刻正向上运动，由“上下坡法”知波的传播方向为沿x轴正方向． (3)由于周期T＝0.4 s,0.7 s＝1T， t＝0时刻，质点Q处于平衡位置，运动的路程s＝(1＋)×4A＝0.7 m. 知识点清单（习得） B层 (多选)如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是(　　) A．此列波的振幅是0.1 m B．平衡位置在x＝15 cm处质点的位移是0.1 m C．若质点A的速度沿y轴正方向，则质点B的速度亦沿y轴正方向 D．质点A的加速度沿y轴负方向，而质点B、C的加速度沿y轴正方向 答案　ACD 解析　从题图波的图像上可以直接读出振幅是0.1 m，平衡位置在x＝15 cm处质点的位移是－0.1 m，A正确，B错误；各质点加速度的方向总是指向平衡位置，D正确；由于A、B两质点此刻处在同一“坡”上，根据“上下坡法”可以判断A、B速度方向一致，均沿y轴正方向，C正确． C层 (振动图像与波的图像)一列简谐横波沿x轴正方向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图15甲所示，此后，若经过周期开始计时，则图乙描述的是(　　) A．a处质点的振动图像 B．b处质点的振动图像 C．c处质点的振动图像 D．d处质点的振动图像 答案　 B 解析　因横波沿x轴正方向传播，经周期振动到平衡位置的质点为平衡位置在b、d处的质点，该时刻平衡位置在b处的质点的振动方向沿y轴负方向，平衡位置在d处的质点的振动方向沿y轴正方向，故题图乙为平衡位置在b处的质点的振动图像，故选B. 知识点清单（习得） 知识点清单（习得） 总结 思路与方法： 学科网（北京）股份有限公司 $