鲁科版高中物理选择性必修第一册精品课件 第3章 机械波 习题课 机械波的多解问题.ppt

规律方法解决波的图像和质点振动图像问题的思路(1)根据波的图像和传播方向,可以确定振幅A、波长λ和某质点此时刻的位移和振动方向;根据某质点的振动图像,可以确定振幅A、周期T和该质点在波的图像对应时刻的位移和振动方向。(2)根据确定波速,根据质点的振动方向确定波传播方向,或由波的传播方向确定振动方向,进而确定振动图像等。针对训练2一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时,质点L的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.该横波沿x轴负方向传播B.质点N该时刻向y轴负方向运动C.质点L经半个周期将沿x轴正方向移动到N点D.该时刻质点K与M的速度、加速度都相同B解析由图乙可知,质点L在该时刻向y轴正方向振动,依据微平移法可知,该横波沿x轴正方向传播,故A错误;由以上分析,结合微平移法可知,质点N该时刻向y轴负方向运动,故B正确;机械波在传播过程中,质点并不随波一起迁移,因此质点L经半个周期不会沿x轴正方向移动到N点,故C错误;K、M之间间隔半个波长,K、M的步调始终相反,因此该时刻质点K与M的加速度大小相同,但方向不同,故D错误。学以致用·随堂检测全达标12341.(2024山东泰安高二期末)一列简谐波在t时刻的波形如图中实线所示,此时刻质点M的运动方向向上,经过时间Δt后的波形如图中虚线所示,若振源周期为T,则()D1234解析由波形图及M点的振动方向可知,此波向左传播,且Δt=nT+T(n=0,1,2,…),所以D正确。12342.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,如图所示,实线为t1=2s时的波形图,虚线为t2=5s时的波形图。以下关于平衡位置在O点处质点的振动图像,可能正确的是()AC解析若波沿x轴正方向传播,由图像可知,nT+T=3s,当n=0时,T=4s,且t=2s时原点处的质点在平衡位置且正向y轴正方向运动,故B错误,A正确;若波沿x轴负方向传播,由图像可知,nT+=3s,当n=0时,T=12s,且t=2s时原点处的质点在平衡位置且正向y轴负方向运动,故D错误,C正确。123412343.一简谐波在某时刻的波形图如图甲所示,经0.1s后变成如图乙所示,已知波的传播方向沿x轴正方向,求:(1)该波的波长;(2)该波的波速;(3)该波的频率。解析(1)由图知波长λ=12m。答案(1)12m(2)30(4n+1)m/s(n=0,1,2,…)(3)(10n+2.5)Hz(n=0,1,2,…)123412344.一列简谐波在x轴上传播,如图所示。t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示。已知Δt=t2-t1=0.1s。(1)若波沿x轴正方向传播,且ΔtT,这列波的传播速度是多大?(2)若波沿x轴正方向传播,但Δt无约束条件,波速是多大?(3)若传播方向及周期均无约束条件,波速是多大?(4)若波速v=340m/s,则波向哪个方向传播?1234(3)因传播方向及周期均无约束条件,则波传播的双向性和时间周期性均要考虑。1234答案(1)20m/s(2)20(4n+1)m/s(n=0,1,2,…)(3)若波沿x轴正方向传播,v=20(4n+1)m/s(n=0,1,2,…);若波沿x轴负方向传播,v=20(4n+3)m/s(n=0,1,2,…)(4)沿x轴正方向传播1234重难探究·能力素养全提升学以致用·随堂检测全达标目录索引重难探究·能力素养全提升情境探究探究机械波的多解问题一列横波沿x轴传播,在某时刻x轴上相距s的A、B两点均处于平衡位置,且A、B间只有一个波峰。(1)试画出A、B间可能的波形。(2)若经过时间t,质点B第一次到达波峰,波的速度可以有几个值??要点提示(1)(2)由于波的传播方向未定,所以每种情况都有两种可能的情况。知识归纳振动具有周期性,介质中振动的质点会在不同时刻多次达到同一位置,波形重复出现,从而导致传播距离、时间和速度等有多种可能值。1.造成波的多解的主要因素(1)周期性①时间周期性:相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形完全相同,时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解。②空间周期性:沿传播方向上,相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同,质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解。(2)双向性①传播方向双向性:在一维情况下,波可以沿x轴正向(或负向)传播,波的传播方向不确定造成多解。②振动方向双向性:在一维情况下,质点可以沿y轴正向(或负向)振动,质点振动方向不确定造成多解