高中物理 12.2波的图像导学案新人教版选修3-4

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12.2 波的图像
课前自主学习
1.振动图象的物理意义是,而波动图象的物理意义是.
2.简谐波的图象是.
3.介质中有正弦波传播时,介质中的质点在做.
重点难点点拨
题型一对波的图像的认识
例1 如图示,画出了一列向右传播的横波在某个时刻的波形图象,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2cm
D.质点a再经过的路程是4cm,偏离平衡位置的位移是4cm
变式一下图是一列横波某时刻t0的波形图,试根据波形图回答下列问题:
(1)该时刻加速度最大的质点有哪几个?
(2)速度最大的质点有哪几个?
(3)振动方向相同的质点有哪些?这些点分布有什么规律?
(4)如果这列波沿x轴负方向传播,质点3受到的合外力方向如何?
题型二波的图像与振动的关系
例2 一列简谐波在t=0时刻的波形图如图(a)所示,图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象,则 ( )
A.若波沿x轴正方向传播,(b)图可能是a点的振动图象
B.若波沿x轴正方向传播,(b)图可能是b点的振动图象
C.若波沿x轴正方向传播,(b)图可能是c点的振动图象
D.若波沿x轴正方向传播,(b)图可能是d点的振动图象
变式二一列简谐横波沿x轴负方向传播,图1是t=1s时的波形图,图2是波中某振动质点位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点),则图2可能是图1中哪个质点的振动图线( )
A.x=0处的质点
B.x=1m处的质点
C.x=2m处的质点
D.x=3m处的质点
题型三 画波的图像
例3 图中有一条均匀的绳,1、2、3、4、…是
绳上一系列等间隔的点.现有一列横波沿此绳传
播.某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和
运动方向如图b 所示(其他点的运动情况未画
出),其中12的位移为零,向上运动,点9的位
移达到最大值.试在图c 中画出再经过3/4周期
时点3、4、5、6的位置和速度方向,其他点不
必画.(图c 的横、纵坐标与图a 、b 完全相同)
变式三 如图所示为一列沿x 轴负方向传播的简谐横波在某一时刻的图象,请画出再经过14
T 后的波的图象.(T 为波源的振动周期)
课堂知识演练
1.关于振动图象和波的图象,下列说法中不正确的是( )
A .振动图象研究的是一个质点在振动过程中位移随时间的变化,而波的图象研究的是某一时刻在波的传播方向上各个质点在空间的分布
B .振动图象的形状不随时间变化,而波的图象的形状随时间而变化
C .简谐运动图象和简谐波的图象其形状都是正弦(或余弦)曲线
D .振动图象的图线实质是振动质点所经过的路径形状,波的图象其图线实质是某一时刻各个质点的连线形状
2.振源A 带动细绳振动,某时刻形成的横波波形如图1所示,在波传
播到细绳上一点P 时开始计时,则图2中能表示P 点振动图象的是
( )
3.一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的凹凸形
状,对此绳上A 、B 、C 、D 、E 、F 6个质点有( )
A .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
4.一列横波在介质中向右传播,右图为此波某时刻的波形,并且只有
M ,N 间的质点在振动,下列说法正确的是( )
A .波源是M ,且波恰好传至N 质点
B .波源是N ,且波恰好传至M 质点
C .Q 质点此时的振动方向向下
D .从该时刻起,P 质点比Q 质点先回到平衡位置
5.简谐横波某时刻的波形如图所示,P 为介质中的一个质点.以下说法正
确的是( )
A .若波沿x 轴正方向传播,则质点P 此时刻的速度沿x 轴正方向
B .若波沿x 轴正方向传播,则质点P 此时刻的加速度沿y 轴正方向
C .再过半个周期时,质点P 的位移为负值
D .再过半个周期时,质点P 的速度为负值
6.如图所示是一列简谐横波在某一时刻的波形图,在A 、B 、C 、D 四点
中,质点A 的振幅是________m ,此时动能最大的质点是________,势能
最大的质点是________.
课后巩固提高
7.如下图所示,实线为简谐波在时刻t 的图象,虚线为简谐波经Δt 时间后的图象,则下列说法中正确的是( )
A .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 经过Δt 时间后位于虚线上a 1位置
D .实线上的质点a 经过Δt 时间后位于虚线上a 2的位置
8.一列沿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,若从该时刻开始计时,则经过1.5个周期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
9.如图是一列简谐波沿x 轴正方向传播的某时刻的波形图.a 是正向最大位
移处,b 恰好处于平衡位置,经过Δt =T 8
时间,下列关于a .b 两个质点所通过的路程的关系的说法正确的是( )
A .S a =S b
B .S a <S b
C .S a >S b
D .不能判断两者大小关系
10.如图所示为一列沿x
轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图象,下列说
法中正确的是( )
A .该时刻a 点和d 点处的质点位移相同,加速度方向相反
B .该时刻b 点和c 点处的质点位移相同,速度方向也相同
C .质点b 比质点c 先回到平衡位置
D .质点a 比质点d 先回到平衡位置
11.如图表示一列简谐波在介质中传播时,某一质点a 的振动图象,请作出这列简谐波在t =0时刻的波形图(质点a 画在坐标原点上,且设波沿x 轴正向传播).
12.如下图所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正方向传播,则:
(1)A 点、C 点、D 点的振动方向各是怎样的?
(2)再经过34
T ,质点A 通过的路程是多少?质点C 的位移是多少?。