第3章 素养提升课2 振动图像与波的图像的综合应用-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版2019）

素养提升课二　振动图像与波的图像的综合应用 [学习目标]　1.会结合振动图像与波的图像分析波的综合问题。　2.理解形成波的多解的几种情况，掌握波的多解问题的解题方法。 提升点一　波的图像与振动图像的综合分析 分析波的图像与振动图像的综合问题，主要有以下两个方面 1．由振动图像确定波的周期(质点振动周期)，由波的图像确定波长，进而计算波速。 2．先在振动图像中确定与波的图像对应时刻质点的振动方向，然后根据波的图像确定波的传播方向。 注意：波的图像对应时刻不一定是振动图像中t＝0的时刻。 (多选)图甲为一列简谐横波在t＝2 s时的波形图，图乙为这列波上质点P的振动图像，则下列说法正确的是(　　) A．该横波向右传播，波速为0.4 m/s B．t＝2 s时，质点Q的振动方向为y轴负方向 C．在2～4 s时间内，质点P沿x轴向右平移了2.0 m D．在2～4 s时间内，质点Q通过的路程为10 cm 思路点拨　(1)由波的图像确定波长，由振动图像确定周期。 (2)确定波的图像对应的时刻，然后在振动图像上确定质点的振动方向。 AD　[由题图乙知，在t＝2 s时，质点P正通过平衡位置向下振动，根据“上下坡法”可知波向右传播，由题图甲可知波长为λ＝1.6 m，由题图乙可知周期T＝4 s，则波速为v＝＝ m/s＝0.4 m/s，A正确；质点Q与质点P相差半个波长，故振动方向相反，则t＝2 s时，质点Q沿y轴正方向运动，B错误；质点不会随波迁移，只在平衡位置附近振动，C错误；由题图甲可知振幅A＝5 cm，在2～4 s时间内，质点Q通过的路程为s＝2A＝10 cm，D正确。] 规律总结 振动图像和波的图像综合分析思路 　　 针对练1.(2022·广东深圳高二期末)如图甲所示，t＝0时，一小船停在海面上的P点，一块浮木漂在纵坐标y＝0.5 m的R点，其后小船的振动图像如图乙所示，可知(　　 ) A．水波的振动向x轴负方向传播 B．水波波速为4.8 m/s C．1.2 s末，小船运动到Q点 D．1.5 s末，浮木向下运动 D　[由题图甲、乙可知波的波长和周期分别为λ＝4 m、T＝1.2 s，所以水波波速为v＝＝ m/s，故B错误；t＝0时刻小船沿y轴正方向起振，所以水波的振动向x轴正方向传播，故A错误；小船只会在平衡位置附近振动，不会沿波的传播方向移动，故C错误；t＝0时刻浮木位于平衡位置上方且沿y轴负方向运动，1.5 s＝T＋，所以1.5 s末，浮木向下运动，故D正确。] 针对练2.(多选)如图所示，图(a)为一列简谐横波在t＝0.1 s时刻的波形图，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图(b)为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是 (　　) A．该波的周期是0.1 s B．该波的传播速度为40 m/s C．该波沿x轴正方向传播 D．t＝0.4 s时，质点P的速度方向向下 BD　[由题图(a)得到该波的波长为λ＝8 m，由题图(b)得到该波的周期为T＝0.2 s，所以波速为v＝＝ m/s＝40 m/s，故A错误，B正确；t＝0.1 s时，Q点处在平衡位置，且向下振动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C错误；根据振动规律可知t＝0.4 s时，质点P的速度方向向下，故D正确。] 学生用书↓第77页 针对练3.(2022·广东广州高二期末)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P、Q分别为波上的两个质点，图乙为Q点的振动图像，则(　　 ) A．波沿x轴正方向传播 B．波的传播速度大小为0.4 m/s C．t＝0.15 s时，Q点的加速度达到正向最大 D．t由0.10 s到0.15 s的过程中，P点通过的路程为10 cm C　[根据Q点的振动图像，在t＝0.10 s时刻，质点Q向下振动，结合波形图可知，波沿x轴负方向传播，A错误；波的传播速度大小为v＝＝ m/s＝40 m/s，B错误；t＝0.15 s时，Q点处于波谷位置，则此时的加速度达到正向最大，C正确；因波的周期为T＝0.2 s，则0.10 s到0.15 s的过程，经历了T，因为P点在t＝0.10 s时不在波峰波谷的位置，也不是在平衡位置，则通过的路程不等于A＝10 cm，D错误。] 针对练4.(2021·江苏省响水高二期中)一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则以下说法正确的是(　　) A．该波沿x轴正方向传播 B．若遇到3 m的障碍物，该波能发生明显的衍射现象 C．该波的传播速率为0.25 m/s D．经过0.5 s，质点P沿波的传播方向移动2 m B　[在乙图上读出t＝0时刻P质点的振动方向沿y轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x轴负方向，故A错误；该波的波长为4 m，所以该波在传播过程中若遇到3 m的障碍物，能