第3章 3 习题课3 波的图像和多解问题-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册教科版（课件）

物理·选择性必修第一册（配K版 第三章 机械波 习题课三波的图像和多解问题 ◆返回目录 0 探究案 目 提升案 知能达标训练 录 物理·选择性必修第一册（配K版 学业要求与核心素养] 科学思维 1.能根据某一时刻波的图像和波的传播方向，画出下一时刻和前一时刻波的图 像。 2.会用公式0=f解答实际的波动问题。 3.掌握波在传播过程中的周期性和双向性。 ◆返回目录 3 物理·选择性必修第一册（配K版 01 探究案关键能力·互动探究 ◆返回目录 4 物理·选择性必修第一册（配K版 探究点一 波的图像的理解和画法 1.波的图像是机械波中的一个重要内容，以机械波的图像为载体，考查波 动这一“群体效应”与振动这一“个体运动”的内在联系的试题，常是高考命题 的热点之一。常见问题一般包含如下几种类型：根据波的传播方向确定各质点振 动方向；画出经过t时间后的波形：利用波动图像的周期性解决波的问题。 ◆返回目录 5 物理·选择性必修第一册（配K版） 2.在解决关于波的图像问题时，应注意以下几点： ()波的传播方向的双向性：在题目未给出传播方向时，要考虑到波沿x轴的 正方向和沿x轴的负方向传播的两种可能性。 (2)波的图像的周期性：相隔时间为周期整数倍的两个时刻的波形相同，也就 是说，每经过一个周期波形重复出现一次。从而使题目的解答出现多解的可能， 即存在系列解。 ◆返回目录 6 物理·选择性必修第一册（配K版 例① 图甲中的0点为某波源的位置，该波源从=0时刻开始振动的振 动图像如图乙所示，产生的横波在均匀介质中沿x轴正方向传播，已知波速)= 2 m/s. y/cm y/cm 4 012345x/m 0 t/s -4 -4 甲 乙 (1)求该横波的波长： (2)写出波源的振动方程； (3)请在图甲中画出t=1.5s时的波动图像。 ◆返回目录 物理·选择性必修第一册（配K版） 解析 (1)由图像得：横波的周期为T=2s,波长λ=vT,解得1=4m。 2由于w-2开=rads.波源的振动方程为y=4 4sinem)0 (3)经1.5s,波向前传播3m,开始起振的方向为向上，则波形图如图： y/cm 4 h2345x/m [答案1(12=4m(2y=4sinπtcm(3)见解析图 ◆返回目录 8 物理·选择性必修第一册（配K版 ●】 核心素养思维升华 根据某时刻的波形，画出另一时刻的波形的方法 (1)波形平移法：当波传播距离x=十△x时，波形平移△x即可。 (2)特殊质点振动法：当波传播时间t=T+△1时，根据振动方向判断相邻特殊点 〔波峰处质点，波谷处质点，平衡位置处质点)振动△：后的位置进而确定波形。应 用波形平移法时一定要注意平移的是波的形状而不是质点的位置，每个质点都是 在各自的平衡位置附近上下振动，并不随波形迁移。从这个角度说，用特殊质点 振动法更能体现各个质点的振动和所有质点波动的关系。 ◆返回目录 9 物理·选择性必修第一册（配K版） O针对训练 1.一列横波t=0时刻的波形如图甲所示，Q点是x轴正方向上离原点5m 处的质点（图中未画面。图乙表示介质中P质点此后一段时间内的振动图像，求： y/cm y/cm P 0 2 x/m 甲 乙 (1)此横波的波速多大？ (2)假设t=0时刻此横波刚传到P点，从该时刻开始计时经过时间t=8s, 试确定质点Q所通过的路程大小。 (3)试画出t=8s时刻的波形图。 ◆返回目录 10