专题1 波的图像应用（课件）-2024-2025学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第一册）

专题1： 波的图像的应用 高中物理选择性必修第一册 主讲老师：陈庆威 目录 CONTENT 高中物理选择性必修第一册 振动和传播方向判断 题型分类训练 振动和传播方向判断 第一部分 问题与思考 01. 高中物理选择性必修第一册 五种方法： （1）质点带动法 （2）图象平移法 （3）上下坡法 （4）三角形法 （5）同侧法 若已知波的传播方向，如何判断质点的振动方向？或已知质点的振动方向，如何判断波的传播方向呢？ Y X O 传播方向 质点带动法 02. 高中物理选择性必修第一册 Y X O P Q 先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点下方，则P向下振动，若P′在上方，则P向上振动． Pˊ Qˊ 传播方向 图像微平移法1 03. 高中物理选择性必修第一册 O x/m y/cm 传播方向 波源 a b c d e f g 从波源沿传播方向看：上坡下，下坡上 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定. 高中物理选择性必修第一册 O x/m y/cm 传播方向 a b c d e f g 从波源沿传播方向看:上坡下，下坡上 波源 图像微平移法2 04. 上下坡法 05. 高中物理选择性必修第一册 Y X O 上坡 下坡 上坡 判断方法：上坡上的质点向下振动，下坡上的质点向上振动 传播方向 简称： “上坡下、 下坡上” 三角形法 06. 高中物理选择性必修第一册 Y X O 波的传播方向 质点的振动方 质点的振动方向向上或向下 三角形顶部表示波峰或波谷 传播方向 同侧法 07. 高中物理选择性必修第一册 在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。 Y X O 传播方向 v v 从波的图像上可以获取的信息 08. 高中物理选择性必修第一册 A y /m x /m 1 2 3 4 5 0 B 0.10 A v a v 1.质点的位移； 2.各个质点的振幅A ; 3.能根据波的传播方向判断各个质点在该时刻的运动方向、加速度方向及其变化情况； 4.可以画出另一时刻的波形图。 分类训练 第二部分 从波的图像上可以获取的信息 01. 高中物理选择性必修第一册 【例题1】（多选）地震波是机械波，地震发生时，从震源同时发出横波和纵波。时刻某震源发出的简谐横波沿x轴正方向传播的图像，如图所示，M是平衡位置在处的质点。已知此波的频率为50，下列说法正确的是（    ） A．M点的振动周期为0.02s B．该波的波长为30m C．该波的传播速度为3000 D．0~0.5s内，质点M运动的路程为4m 【参考答案】ACD 例题解析 02. 高中物理选择性必修第一册 A．由题中已知条件可得波的周期A项正确； BC．由图知该波的波长 波速B项错误、C项正确； D．0.5s是周期的25倍，则质点M在该段时间内经过的路程 D项正确。故选ACD。 描绘横波的波形 03. 高中物理选择性必修第一册 【例题2】一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在5s内通过的路程和t = 5s时的位移； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 【答案】（1）；（2），；（3）见解析 高中物理选择性必修第一册 【解析】（1）由图（a）可知周期为 则这列横波的波长为 （2）根据 可知波源在5s内通过的路程为 结合图（a）振动图像可知，t = 5S时波源的位移为 （3）t = 4s时刻，经过一个周期，波刚好向前传播了一个波长距离，且波源处于平衡位置向上振动，则t = 4s时刻的波形图如图所示 例题解析 04. 判断波源的起振方向 05. 高中物理选择性必修第一册 【例题3】如图所示，两波源分别位于x=-2m和x=12m处，均只振动一个周期，振幅均为4cm。两波沿x轴相向传播，t=0时刻波形如图。已知波传播速度为v=4m/s，质点M的平衡位置在x=5m处，则（    ） A．P、Q起振方向相同 B．两波相遇时P处质点移动到了M处 C．t=1.75s时质点Q位移为cm D．整个传播过程M点一直没有振动 【参考答案】D 高中物理选择性必修第一册 【解析】A．根据t=0时刻的波形图和上下坡法可知， P的起振方向沿y轴负方向，Q的起振方向沿y轴正方向，故A错误；B．质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，故B错误；C．由图可知，两列波的波长都为4m，则周期为又因两列波只振动一个周期，可知在t=1.75s时右侧波已离开x=8m处，左侧波经t=1.75s向右传播的距离为即左侧波的波谷恰好传到x=8m处，故此时质点Q的位移为-4cm，故C错误；D．由图可知，PM的距离与OM的距离相等，故两列波同时传至M点，两列波的频率相同，振动方向相反，故M点为振动减弱点，所以整个传播过程M点一直没有振动，故D正确。故选D。 例题解析 06. 振动方向与传播方向的关系 07. 高中物理选择性必修第一册 【例题4】一列简谐横波沿x轴传播，周期为2s，t=0时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，下列说法不正确的是（　　） A．该波的波速为1.0m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动 D．t=1.5s时介质中质点b的速率达到最大值 【参考答案】D 高中物理选择性必修第一册 【解析】A．波长为2m，周期为2s，则波传播速度为 故A正确，不符合题意；B．0时刻，介质中质点b向y轴负方向运动，根据同侧法可知，波沿x轴负方向传播，故B正确，不符合题意；C．由于结合上述可知，t=0.5s时介质中质点a向y轴负方向运动，故C正确，不符合题意；D．根据同侧法可知，0时刻，质点b向y轴负方向运动，由于结合上述可知，t=1.5s时介质中质点b处于波峰位置，此时质点速率为0，故D错误，符合题意。故选D。 例题解析 08. 振动图像和波动图像 09. 高中物理选择性必修第一册 【例题5】（多选）图甲为一列简谐横波在t=0.3s时刻的波形图，P点是介质中的某一质点，其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该波的传播方向沿x轴正向 B．P点的平衡位置横坐标 C．t=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为 D．P点的振动方程为 【参考答案】BC 高中物理选择性必修第一册 【解析】A．由图乙可知，t=0.3s时刻质点P正沿y轴正方向运动，根据波动与振动的关系可知，波沿x轴负方向传播，故A错误；BCD．设P点的振动方程为将s，y=20cm代入解得则P点的振动方程为将s代入解得cm，波动方程为（m），将cm代入解得mt=0.3s到t=0.5s内，质点P通过的路程为故BC正确，D错误；故选BC。 例题解析 10. THANKS cqw (c) - $$