第三章 素养提升课二 波的图像与振动图像的综合应用　波的多解问题-【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配套课件（人教版2019）

素养提升课二　波的图像与振动图像的综合应用　波的多解问题 　　　　 第三章　机械波 学习目标 1.学会处理波的图像与振动图像的综合应用问题。　 2.学会处理波的多解问题。 提升点二　波的多解问题 提升点一　波的图像与振动图像的综合应用 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 提升点一　波的图像与振动图像的综合应用 索引 1．振动图像和波的图像的区别 重难诠释 振动图像 波的图像 图像 示例 研究 对象 一个振动质点 沿波传播方向上的所有质点 图像 坐标 1.纵坐标表示质点位移 2.横坐标表示时间t 1.纵坐标表示质点位移 2.横坐标表示传播方向上质点的平衡位置x 振动图像 波的图像 图像 意义 表示某个质点不同时刻的位移 表示某一时刻不同质点的位移 直读 信息 1.周期、振幅 2.质点各时刻的位移 1.振幅、波长 2.某一时刻各质点的位移 图像 变化 图像随时间延续，形状不变 图像随时间沿传播方向平移 两者 联系 1.质点的振动是组成波动的基本要素之一 2.波动由许多质点振动所组成，但在图像上波形变化无法直接看出 3.若已知波的传播方向和某时刻的波形图，则可以讨论波动中各质点的振动情况 2.解决波的图像与振动图像综合问题的基本思路 (1)由y -t图像可以获取振幅A、振动周期(即波的周期)T。 (2)由y -x图像可以获取振幅A、波长λ。 (3)进而由公式v＝fλ 求得波速。 (4)明确y -t图像描述的是哪个质点的振动；y -x图像是哪一时刻的图像，然后根据y -t图像确定y -x图像对应时刻该质点的位移和振动方向，最后根据y -x图像确定波的传播方向，进而判断其他有关问题。 (多选)(2022·山东德州市高二质检)图甲为某一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0.5 s时的波形图，图乙为波上某一质点的振动图像，则下列说法正确的是 A．该简谐横波的传播速度为4 m/s B．图乙可能是图甲中P质点的振动图像 C．从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置 D．从此时刻起，经过4 s，P质点运动了1.6 m的路程 例1 典题应用 √ √ 由题图甲可得λ＝4 m，由题图乙可得T＝1.0 s，所以该简谐横波的传播速度为v＝ ＝4 m/s，故A正确；由题图甲可知，在t＝0.5 s时刻，质点M在平衡位置沿y轴正方向振动，与振动图像乙符合，则题图乙可能是题图甲M质点的振动图像，故B错误；在题图甲所示时刻质点Q沿y轴正方向振动，而质点P在最高点将要沿y轴负方向振动，可知从此时刻起，P质点比Q质点先回到平衡位置，故C正确；因为Δt＝4 s＝4T，则从此时刻起，经过 4 s，P质点运动的路程为s＝4×4A＝16A＝16×0.2 m＝3.2 m，故D错 误。故选A、C。 规律总结 求解波的图像与振动图像综合问题的“一分、一看、二找” 针对练1.(2022·河北邯郸市高二月考)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的振动方向沿y轴负方向 C．在2～4 s时间内，质点P沿x轴向右平移2.0 m D．在2～4 s时间内，质点Q通过的路程为20 cm √ 由题图乙知，在t＝2 s时，质点P正通过平衡位置沿y轴负方向振动，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，故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，故B错误；质点不会随波迁移，只在平衡位置附近振动，故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，故D错误。故选A。 针对练2.(多选)(2022·湖南长沙市月考)一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1.0 s时的波形图，图乙是x＝3.0 m处质点的振动图像，a、b两质点在x轴上的平衡位置分别为xa＝0.5 m、xb＝2.5 m，下列说法正确的是 A．波沿x轴负方向传播 B．波的传播速度为0.5 m/s C ． t＝1.5 s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向 D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s质点a的路程为10 cm √ √ 由题图乙可知t＝1.0 s时x＝3.0 m处质点沿y轴正方向运动，此时该质点应位于波传播方向波形的下坡，所以波沿x轴负方向传播，故A正确；由题图甲读出波长为λ＝4 m，由题图乙读出周期为T＝2 s，则波速为v＝ ＝ 2 m/s，故B错误；因为a、b两质点平衡位置间的距离为Δx＝xb－xa＝2 m＝ λ，所以t＝1.5 s