3.2.1波的描述 导学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

题目 3.2波的描述 课型 新课 主备人 学习目标 1．能够通过描点的方法作出波的图像，理解波的图像的物理意义。 2．从波的图象中会求机械波的相关物理量。 3．明确振动图象与波动图形的区别。 4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。 5．知道什么是波长、频率和波速，理解波长、频率和波速的关系，了解决定波长、频率和波速的因素。 基础知识 一、波的图像 1．在波的图象中，横纵坐标分别表示什么物理量？ （1）横坐标：_________________________________________。 （2）纵坐标：_________________________________________。 在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象，简称波形图。 二、波长、频率和波速 1．波长： 在横波中，两个_________________________________________的距离等于波长。 在纵波中，两个_______________________________________的距离也等于波长。 （1）“位移总相等”的含义是“每时每刻都相等”。 （2）位移总相等的两个质点，其速度______________________。 （3）相距λ整数倍的质点振动步调总是_____________；相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是_____________。 2．频率（周期）： （1）波源以某一频率振动后，介质中的质点也依次以这个频率振动。这个频率就是波的频率，与介质_____________。 （2）每经过一个周期的时间，波传播的距离等于_____________。 （3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。 3．波速：一个周期T内，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以波在介质中的传播速度v=__________=__________ 机械波在介质中的传播速度由__________决定，同一列波在不同介质中传播速度__________。 三、讨论与交流：波动图象与振动图象的联系和区别。 课堂拓展 1．如图所示为一列横波在某时刻的波形图，若此时刻质点P正处于加速运动过程中，则此时刻(　　) A．质点Q处于加速运动过程中，质点N处于减速运动过程中 B．质点Q处于减速运动过程中，质点N处于加速运动过程中 C．质点Q和质点N均处于加速运动过程中 D．质点Q和质点N均处于减速运动过程中 2. (多选)如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．此列波的振幅是0.1 m B．x＝15 m处质点的位移是0.1 m C．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向 D．A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向 3．某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图所示。若波向右传播，画出后和前两个时刻的波的图像。 4．(多选)根据图甲、乙所示，分别判断下列说法正确的是(　　) A．甲是振动图像，乙是波动图像 B．甲是波动图像，乙是振动图像 C．甲中A质点向下振，乙中B时刻质点向下振 D．甲中A质点向上振，乙中B时刻质点向下振 5．(多选)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是(　　) A．质点Q的振动图像与图(b)相同 B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大 C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大 D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示 E．在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大 6．一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传播的机械波，某时刻的波形如图所示。下列说法中正确的是(　　) A．该波的波长逐渐增大 B．该波的频率逐渐增大 C．该波的周期逐渐增大 D．该波的波速逐渐减小 7．(多选) 一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中x＝2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10 sin(5πt) cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是(　　) A．周期为4 s B．振幅为20 cm C．传播方向沿x轴正向 D．传播速度为10 m/s 8．从甲地向乙地发出频率为50 Hz的声波，若当波速为330 m/s时，在甲、乙两地间有若干个完整波形的波，当波速为340 m/s时，甲、乙两地间完整波形的个数减少了一个，则甲、乙两地相距多少米？ 9. 一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线为t＝0时刻的波形图，虚线表示经过Δt＝0.2 s后的波形图。 (1)求波速的大小； (2)若2T ＜Δt＜3T，求波速的大小。 10．(多