第三章 机械波 习题课4 波的多解问题-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册人教版2019（课件）

第三章 机械波 习题课4　波的多解问题 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 RJ 1 核心 目标 1．理解波的周期性、双向性、隐含性形成多解的因素． 2．能综合应用振动和波的相关知识，分析求解多解问题． 关键能力 • 拓展应用 3 1 波的周期性形成多解 1．造成波的多解的周期性因素 (1) 时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形完全相同，时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解． (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的关系不明确造成多解． 2．解决周期性多解问题时，往往采用从特殊到一般的方法，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． 典题固法 重难突破•拓展应用 　　　(多选)(2022·华师附中)如图甲所示，一列机械波沿直线由a向b传播，a、b为传播直线上两质点，ab＝2m，a、b两点的振动情况如图乙所示．下列说法中正确的是 (　　　) 1 AD　 甲 乙 典题固法 重难突破•拓展应用 典题固法 重难突破•拓展应用 波的双向性形成多解 1．造成波的多解的双向性因素 (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． 2．解决双向性多解问题时，养成全面思考的习惯，知道波有向正、负(或左、右)两方向传播的可能，质点有向正、负(或向上、向下)两方向振动的可能． 2 典题固法 重难突破•拓展应用 　　　(多选)(2023·焦作普通高中开学考)沿x轴传播的简谐横波在t1＝0时的波形如图中实线所示，t2＝0.4 s时的波形图如图中虚线所示，已知波的周期T＞0.4 s．P为其中一个振动质点．则下列说法中正确的是 (　 　) A．波的传播速度可能为30 m/s B．波的传播周期可能为0.6 s C．当t＝0.6 s时，P点可能在平衡位置 D．P点在2.4 s的时间内走过的路程可能为24 cm 2 BD　 典题固法 重难突破•拓展应用 典题固法 重难突破•拓展应用 典题固法 重难突破•拓展应用 波形的隐含性形成多解 1．在波动问题中，往往只给出完整波形的一部分，或给出几个特殊点，而其余信息均处于隐含状态．这样，波形就有多种情况，形成波动问题的多解性． (1) 质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能． (2) 质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上和向下两种可能． (3) 只告诉波速不指明波的传播方向时，应考虑波沿两个方向传播的可能．如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正方向传播，也可能沿x轴负方向传播，具有双向性． (4) 只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能． 3 典题固法 重难突破•拓展应用 2．解决波的多解问题的一般思路 (1) 首先找出造成多解的原因，比如考虑传播方向的双向性，可先假设波向右传播，再假设波向左传播，分别进行分析． (2) 根据周期性列式，若题目给出的是时间条件，则列出t＝nT＋Δt(n＝0，1，2，…)，若给出的是距离条件，则列出x＝nλ＋Δx(n＝0，1，2，…)进行求解． 典题固法 重难突破•拓展应用 　　　 (2022·深圳实验学校)一列水平传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，图中A、B两质点间距为8 m，B、C两质点平衡位置的间距为3 m，当t＝1 s时，质点C恰好通过平衡位置，则该简谐波波速的值不可能为 (　　)   A．24 m/s B．23 m/s C．21 m/s D．19 m/s 3 A　 典题固法 重难突破•拓展应用 解析：由图可知，波长λ＝8 m， 若波向右传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是 (nλ＋1)m或(nλ＋5)m(n＝0，1，2，…)   当n＝2时v＝17 m/s或v＝21 m/s 当n＝3时v＝25 m/s或v＝29 m/s 典题固法 重难突破•拓展应用 同理，若波向左传播，质点C恰好通过平衡位置时，波传播的距离可能是 (nλ＋3)m或(nλ＋7)m(n＝0，1，2，…)   当n＝2时v＝19 m/s或v＝23 m/s 当n＝3时v＝27 m/s或v＝31 m/s 显然该简谐波波速的值不可能为24 m/s，故选A． 典题固法 重难突破•拓展应用 1．(多选)(2023·广东深圳高级中学)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在xA＝0和xB＝0.6 m处的两个质点A、B的振动图像如图所示，则 (　　　) A．波由质点A传到质点B的时间可能是0.1 s B．波由质点A传到质点B的时间可能是0.3 s C．这列波的波速可能是1 m/s D．这列波的波速不可能是3 m/s BD　 随堂内化 重难突破•拓展应用 随堂内化 重难突破•拓展应用