第三章 思维培优课二 机械振动和机械波的综合问题(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（人教版）

思维培优课二　机械振动和机械波的综合问题 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 学习任务一　波的图像与振动图像的综合应用 [思维深化] 1．振动图像和波的图像的比较 课堂探究·拓展思维 比较项目 振动图像 波的图像 研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点 研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点在空间分布的规律 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 比较项目 振动图像 波的图像 图像 正(余)弦曲线 正(余)弦曲线 横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置 物理意义 某质点在各时刻的位移 某时刻各质点的位移 Δt后的图形 随时间推移，图像延续，但已有形状不变 随时间推移，图像沿波的传播方向平移，原有波形做周期性变化 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 比较项目 振动图像 波的图像 联系 (1)纵坐标均表示质点的位移 (2)纵坐标的最大值均表示振幅 (3)波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图像 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 2.求解波的图像与振动图像综合问题三关键：“一分、一看、二找” 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则(　　) 图1　　　　　　　　图2 A．该波的波速为1.5 m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．0～1 s时间内，质点P沿x轴运动了1.5 m D．0～1 s时间内，质点P运动的路程为2 m 例 1 D 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 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 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 2．(多选)如图甲是一列简谐横波在t＝0.2 s时刻的波形图，P是平衡位置距离原点1.5 m的一个质点，Q是平衡位置距离原点2 m的一个质点，图乙是质点Q的振动图像。则(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A．这列简谐波的波速为10 m/s B．这列简谐波的传播方向为＋x方向 C．0.3 s时P的速度正在增大，加速度正在减小 D．t＝0.4 s到t＝0.6 s质点P通过的路程为4 cm AD 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 学习任务二　波传播的周期性与多解性问题 [思维深化] 1．波的多解问题成因分析 (1)周期性 时间周期性：时间间隔Δt与周期T的倍数关系不明。 空间周期性：传播距离Δx与波长λ的倍数关系不明。 波经Δt由质点O传到相距Δx的质点A，两质点振动情况始终相同，所以Δt＝nT，Δx＝nλ。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 (2)双向性 传播方向双向性：无法确定传播方向时，两个传播方向都要考虑。 振动方向双向性：无法确定质点位移方向或振动方向时要考虑正负两个方向。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 (3)波形的隐含性 只给出完整波形的一部分，或只给出几个质点的振动情况和质点之间的联系，而其余信息处于隐含状态，这时波形可能有多种情况。 例：波上两个恰好处于平衡位置的质点间只有一个波峰。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 例 2 BC 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 ＝vt＝9 m＝λ＋1 m，Q点也是正好到达平衡位置，位移为零，C正确；t＝5.1 s时，如果波向左传播，波传播的距离x＝vt＝51 m＝6λ＋3 m，Q点正好到达平衡位置，位移为零；如果波向右传播，波传播的距离x＝vt＝17 m＝3λ＋1 m，Q点也正好到达平衡位置，位移为零，故D错误。 1 课堂探究·拓展思维 课后训练·凝练素养 随堂练习·培养能力 [针对训练] 3．(多选)如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是(　　) A．0.60 m