第三章 机械波 专题二 机械振动和机械波的综合问题-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册创新导学案课件PPT（教科版2019）

专题二　机械振动 和机械波的综合问题 1 课堂探究评价 2 探究1　不同时刻波形图的定量分析 1．Δt时间后波形图的画法 (1)平移法：算出波在Δt时间内传播的距离Δx＝vΔt，把波形沿波的传播方向平移Δx。如果Δx较大，可化为Δx＝nλ＋Δx′，由于波形图的空间周期性，可以去整留零，只需平移Δx′即可。平移波形后图像前部分出现“残缺”，一定要注意把图像补画完整。 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 课后课时作业 2．波还未传播到某质点处的问题 有时会遇到这样一类问题：如图所示，在t＝0时刻，波形还未传播到某一质点P，根据t＝0时刻的波形图分析某一振动状态(例如图中质点A或B的状态)传到质点P时的相关物理量(例如t＝0时刻某一振动状态传到质点P所用的时间Δt，或者某一质点此时的位移、速度方向、运动的路程等)。解决这类问题，关键是求解某振动状态传播到质点P所用的时间Δt，主要有两种思路： 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 课后课时作业 例1　一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动，在绳上形成一列简谐波，如图所示。求： (1)若从波传到平衡位置在x＝1 m处的M质点时开始计时，那么经过的时间Δt等于多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置？在图中准确画出当时弹性绳上的波形。 (2)从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88 cm时，N质点振动通过的总路程是多少？ 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 [答案]　(1)2.25 s　图见规范解答 (2)16 cm 答案 课堂探究评价 课后课时作业 课堂探究评价 课后课时作业 [变式训练1－1]图示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.6 s时刻的波形图，波的周期T＞0.6 s，则(　　) A．波的周期为2.4 s B．在t＝0.9 s时，P点沿y轴正方向运动 C．经过0.4 s，P点经过的路程为4 m D．在t＝0.5 s时，Q点到达波峰位置 答案 课堂探究评价 课后课时作业 解析 课堂探究评价 课后课时作业 [变式训练1－2] 一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，已知在t＝0.6 s时，A点第三次出现波峰。试求： (1)该简谐波的周期； (2)该简谐波传播到B点所需的时间； (3)B点第一次出现波峰时，A点经过的路程。 [答案]　(1)0.24 s　(2)0.36 s　(3)0.9 m 答案 课堂探究评价 课后课时作业 解析 课堂探究评价 课后课时作业 解析 课堂探究评价 课后课时作业 探究2　波的多解问题 1．造成波动问题多解的主要因素 (1)周期性 ①时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同，时间间隔Δt与周期T的关系不明确会导致多解。 ②空间周期性：沿传播方向上，相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同，质点间距离Δx与波长λ的关系不明确会导致多解。 课堂探究评价 课后课时作业 (2)双向性 对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方向也不同，反之亦然。 ①传播方向双向性：波的传播方向不确定。 ②振动方向双向性：质点振动方向不确定。 课堂探究评价 课后课时作业 2．解决波的多解问题的方法 (1)解决周期性多解问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，再加上时间nT；或找到一个波长内满足条件的特例，在此基础上再加上距离nλ。 (2)解决双向性多解问题时，养成全面思考的习惯，熟知波有向x轴正、负(或右、左)两方向传播的可能，质点有向y轴正、负(或上、下)两方向振动的可能。 课堂探究评价 课后课时作业 例2　一列在x轴上传播的简谐波，在x1＝10 cm和x2＝110 cm处的两个质点的振动图像如图所示，则质点振动的周期为________ s，这列简谐波的波长为____________________________。 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 课堂探究评价 课后课时作业 规范解答 答案 课堂探究评价 课后课时作业 23 模型点拨 解决波的多解问题的一般思路 (1)首先考虑双向性，若题目未告知波的传播方向或没有其他相关的隐