教科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第三章 本章整合.ppt

本章整合第三章内容索引知识网络系统构建重点题型归纳剖析知识网络系统构建介质波源介质不不一定横波纵波λf振动形式平衡偏离位移时间各质点的平衡位置绕过障碍物矢量和相同加强减弱相对运动重点题型归纳剖析一、波的传播与质点的振动【例题1】图(a)是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形,已知波速v=2m/s,质点P、Q相距3.2m。求:(a)(b)(1)在图(b)中画出质点Q的振动图像(至少画出一个周期)。(2)从t=0到Q点第二次振动到波谷的这段时间内质点P通过的路程。答案:(1)见解析图(2)0.22m解析:(1)振动传播到Q所需要的时间质点Q的振动图像如图所示。【变式训练1】一列沿x轴传播的简谐横波,其周期T=0.20s,在t=0时的波形如图所示。其中P、Q是介质中平衡位置分别处在x=1m和x=4m的两个质点,若此时质点P在正向最大位移处,质点Q通过平衡位置向上运动,则()A.该波沿x轴正方向传播B.经过1.5T波传播的距离为12cmC.当质点Q到达波谷时,质点P位于平衡位置且向上运动D.当质点Q到达波谷时,质点P位于平衡位置且向下运动答案:C解析:因为Q点正在通过平衡位置向上振动,根据同侧法可以判断出这列波沿x轴负方向传播,故A错误;由题图可知,波长λ=4m,经过1.5T波传播的距离为x=1.5λ=6m,故B错误;由于Q点向上运动,再经过四分之三周期运动到波谷,此时P点会振动到平衡位置,且向上运动,故C正确,D错误。二、波的图像和振动图像的综合应用对波的图像和振动图像问题可按如下步骤来分析(1)先看两轴:由两轴确定图像种类。(2)读取直接信息:从振动图像上可直接读取周期和振幅;从波的图像上可直接读取波长和振幅。(3)读取间接信息:利用振动图像可确定某一质点在某一时刻的振动方向;利用波的图像可进行波传播方向与某一质点振动方向的互判。【例题2】图(a)为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形,P是平衡位置为x=1m处的质点,Q是平衡位置为x=4m处的质点,图(b)为质点Q的振动图像,则()(a)(b)A.t=0.15s时,质点Q的加速度达到负向最大C.t=0.15s时,质点P运动方向沿y轴负方向D.从t=0.10s到t=0.25s的时间内,质点P通过的路程为30cm答案:C解析:由题图(a)、(b)知,t=0.10s时,质点Q振动方向向下,故波沿x轴负方向传播。t=0.15s时,质点Q处在波谷,其加速度达到正向最大,选项A错误;质点Q做简谐运动的表达式为x=10sin10πtcm,选项B错误;t=0.15s时,质点P运动方向沿y轴负方向,选项C正确;t=0.10s时,P点处在5cm处向上振动,故从t=0.10s到t=0.25s的时间内,质点P通过的路程小于30cm,选项D错误。(1)振动图像体现质点的运动在时间上的周期性,从图像中能直接得出周期T和该质点在任一时刻的运动情况。而波的图像体现的是波在时空上的周期性,从图像中能直接得出波长λ和各质点在此时的运动状态。(2)要把振动图像和波的图像结合起来求解波速v、波的传播方向以及质点的振动情况等。【变式训练2】图(a)为一沿x轴方向传播的简谐横波在某一时刻的波形,P、Q、M、N是平衡位置分别在x1=1m、x2=2m、x3=3m、x4=4m处的质点。图(b)为质点N以此时刻为计时起点的振动图像,则下列说法正确的是()(a)(b)A.在0.15s时间内,质点P沿x轴负方向移动了3mB.这列波的传播速度为20m/sC.这列波沿x轴正方向传播D.从此时刻开始,质点M比质点Q早0.1s到达正向最大位移处答案:B解析:质点不会随波迁移,只能在自己的平衡位置附近振动,故A错误;根据题图(a)可知该波的波长为λ=4m,根据题图(b)可知该波的周期T=0.2s,则该三、波的多解问题进一步分析1.空间周期性:波在均匀介质中传播时,传播的距离Δx=nλ+x0,n∈N,式中λ为波长,x0表示传播距离中除去波长的整数倍部分后余下的那段距离。2.时间周期性:波在均匀介质中传播的时间Δt=nT+t0,n∈N,式中T表示波的周期,t0表示总时间中除去周期的整数倍部分后剩下的那段时间。3.传播方向的双向性:仅限于在一条直线上传播的情况,即它有沿x轴正向或负向传播的可能。4.质点振动的双向性:质点虽在振动,但在只给出位置的情况下,质点振动有沿y轴正方向和y轴负方向两个方向的可能。【例题3】P、Q是一列简谐横波中的两点,相距9m,它