2017-2018学年高中物理第十二章机械波第2节波的图象作业新人教版选修3-4课件

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12。

2 波的图象学习目标知识脉络1.知道波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量．2．知道什么是波的图象,能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅、波长、周期等物理量．3．能根据某一时刻波的图象和波的传播方向，画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向．(重点）4．通过对波的图象的意义的了解,培养应用数学工具表达物理关系的能力。

波的图象错误!1．波的图象的作法(1)建立坐标系：以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各质点偏离平衡位置的位移．(2)选取正方向:规定位移的方向向上为正值，向下为负值．（3）描点：把该时刻各质点的位置画在坐标系里．（4)连线：用平滑曲线将各点连接起来就得到了这一时刻横波的图象．2．横波图象的物理意义:波的图象直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置．3．横波图象的特点：简谐波的波形为正弦曲线．错误!1．波的图象描述了某一时刻各质点离开平衡位置的位移情况．（√)2．只有横波才能画出波的图象．（×)3．简谐波中各质点做的是简谐运动．(√)错误!1．为什么不同时刻波的图象的形状不同？【提示】在波的传播过程中,各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，故不同时刻波的图象不同．2．波中各质点做简谐运动，是一种变加速运动，是否说明波的传播也是变加速运动?【提示】不能．虽然质点做变加速运动，但是在均匀介质中波是匀速传播的．［核心点击］1．对波的图象的理解（1)波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格"．可以将波的图象比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”．(2）简谐波的图象是正（余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动．(3）横波的图象形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似,波形中的波峰即为图象中的位移正向的最大值，波谷即为图象中的位移负向的最大值,波形中通过平衡位置的质点在图象中也恰处于平衡位置．2．波的图象的周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动,不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图象不同．质点的振动位移做周期性变化，则波的图象也做周期性变化．经过一个周期，波的图象复原一次．3．波的传播方向的双向性如果只知道波沿x轴传播,则有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播，具有双向性．1．如图12。

第十二章机械波2 波的图象课后篇巩固提升1.如图甲、乙所示,有关两个图象的说法正确的是( )A.甲为振动图象B.乙为振动图象C.甲为波的图象D.乙为波的图象2.(北京卷)一列简谐横波某时刻的波形如图所示,比较介质中的三个质点a、b、c,则( )A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x轴正方向传播,此刻b向y轴正方向运动D.若波沿x轴负方向传播,a比c先回到平衡位置a在波峰、质点b在平衡位置,故质点a有最大的加速度,而质点b有最大的速度,选项A、B均错误;根据同侧法可以判断,若波沿x轴正方向传播,质点b此时向y轴正方向运动,选项C正确;若波沿x轴负方向传播,此时质点a开始从波峰向平衡位置运动,质点c已经从波谷向上运动了一段时间,故质点c先回到平衡位置,选项D错误。

3.右图为一完整的波形,下列有关说法正确的是( )A.若P是振源,此时P向上振动B.若Q是振源,此时Q向上振动C.若P是振源,此时P向下振动D.若Q是振源,此时Q向下振动P为振源,则该波向右传播,P处于下坡路上,所以向上振动,A正确;若Q为振源,则该波向左传播,Q处于上坡路上,所以向下振动,D正确。

4.一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形如图甲所示,a、b、c、d为介质中沿波的传播方向上4个质点的位置,若从该时刻开始经过3个周期开始计时的振动图象如图乙所示的质点是( )A.a处质点B.b处质点C.c处质点D.d处质点,开始计时时质点从平衡位置向y轴负方向运动,再结合甲给出的四个质点和波形及传播方向可知,乙所描述的是c质点的运动,C正确。

5.(海南卷改编)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为0.2 s,t=0时的波形图如图所示。

下列说法正确的是( )A.平衡位置在B.该波的波速为10 m/sC.t=0.3 s时,平衡位置在x=0.5 m处的质元向y轴正向运动D.t=0.4 s时,平衡位置在x=0.5 m处的质元处于波谷位置,平衡位置在,选项A正确;由图可知波长λ=2m,因T=0.2s,则该波的波速为v=λT =20.2m/s=10m/s,选项B正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动,则t=0.3s=112T时,平衡位置在x=0.5m处的质元向y轴正向运动,选项C正确;因t=0时刻平衡位置在x=0.5m处的质元沿y轴负向振动,则t=0.4s=2T时,平衡位置在x=0.5m处的质元仍在平衡位置向y轴负向运动,选项D错误。

3 ． 平移法： 将原波形 ( 用实线表示 ) λ 沿波的传播方向平移 后(用虚线表示 )， 4 则从原波形线中平衡位置沿 y 轴指向虚 线最大位移处的方向， 表示原波形中质点 的振动方向，如图所示． 4．口诀法：右行波，峰右上，峰左下；左行波，峰左上， 峰右下．
( 多选 ) 如图所示为一列向右传播的简谐横波在某 个时刻的波形，由图象可知( A．质点 b 此时位移为零 B．质点 b 此时向－y 方向运动 C．质点 d 的振幅是 2 cm T D． 质点 a 再经过 通过的路程是 4 2 cm，偏离平衡位置的位移是 4 cm )
• 答案：AC
• 【题后总结】 波形图上某一质点振动情况 的判断方法 • 在简谐波的图象中，每一个质点的振动规律 同单个质点的简谐运动规律是完全相同的， 因此波的图象中，牵涉到单个质点的振动问 题可利用已有的振动规律作出判断．
• 【训练】1．如图所示是一列简谐波某时刻的 波的图象，下列说法正确的是( ) • A．波一定沿x轴正方向传播 • B．a、b两点振动速度的方向相反 • C．质点a此时的速度方向可能沿y轴正向 • D．质点b此时的速度方向可能沿y轴正向
• 3．(多选)如图所示为某一时刻某简谐横波的 图象，波的传播方向沿x轴正方向．下列说法 正确的是( ) • A．质点A、D的振幅相等 • B．该时刻质点D正向下运动 • C．该时刻质点C、F的加速度为零 • D．该时刻质点B、E的速度大小和方向相同
• 解析：
选项 A B 内容分析 振幅是振动质点离开平衡位置的最大距离，而不 是质点在某时刻的实际位移，因此各振动质点的 振幅都相等 将波形沿波的传播方向平移一小 段距离后便可得到间隔短时间 Δt 后波的图象(如图中虚线)，由各质 点后来的位置便可确定： B 应向上 振动，D 应向下振动，E 也向下振动，所以 B、E 的速度方向相反． C、F 质点分别位于正、负最大位移处，加速度也 应最大而不为零 答案：AB 结论 正确 正确

第2节波的图象1.如图1所示，下列说法中正确的是( )A．此列波的振幅是0.1 mB．x＝15 m处质点的位移是0.1 mC．若A的速度沿y轴正方向，则B的速度亦沿y轴正方向图1D．A的加速度沿y轴的负方向，而B、C的加速度沿y轴的正方向解析：从波动图象上可以直接读出振幅、某质点的位移，判定运动方向，可知A、C、D 均正确。

答案：ACD2．一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图2所示的凹凸形状，对此绳上A、B、C、D、E、F6个质点有( )图2A．它们的振幅相同B．其中D和F的速度方向相同C．其中A和C的速度方向相同D．从此时算起，B比C先回到平衡位置解析：各质点先后达到波峰或波谷处，振幅相同，选项A正确。

由于各质点均要“尾随”前边质点振动，在波向右传播时，质点D向上振动，质点F向下振动，二者虽然速度大小相同，但方向不同，B错。

同样理由，知A向下运动，C向上运动，二者速度方向相反，C错。

从此时起，B和C均向上振动，显然B先达波峰，先回到平衡位置，选项D正确。

答案：AD3．如图3所示，实线为简谐波在时刻t的图象，虚线为简谐波又经Δt时间后的图象。

则下列说法中正确的是( )图3A．这列简谐波一定沿x轴正向传播B．这列简谐波一定沿x轴负向传播C．实线上的质点a经Δt时间后位于虚线上a1位置D ．实线上的质点a 经Δt 时间后位于虚线上a 2位置解析：经Δt 时间后的波形可能是t 时刻的波形向右平移(向右传播)得到的，也可能是向左平移(向左传播)得到的，根据题意无法判断，A 、B 错误；波上质点在平衡位置上下两侧振动，并不随波迁移，故C 错误，D 正确。

答案：D4．(2011·重庆高考)介质中坐标原点 O 处的波源在t ＝0时刻开始振动，产生的简谐波沿x 轴正向传播，t 0时刻传到L 处，波形如图4所示。

下列能描述x 0处质点振动的图象是( ) 图4图5解析：波向右传播，由波形图知t 0时刻x ＝L 处的质点向下振动，则各质点开始振动方向向下，选项A 、B 错误；由波形图还知在t 0时刻，x ＝x 0处的质点向下振动，则选项C 正确、选项D 错误。