人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第三章 机械波 习题课 振动图像与波的图像的比较、机械波的多解问题.ppt

答案BD解析由题图乙可知,在t=0时质点P向上运动,结合题图甲可知该波沿x轴负方向传播,故A正确,不符合题意;由题图甲知波长为λ=4m,由题图乙知周期为T=4s,则波速为,故B错误,符合题意;因为t=2s=,所以t=2s时,P位于平衡位置,速度最大,加速度最小,故C正确,不符合题意;在简谐横波传播过程中,介质中的质点不随波向前迁移,则在t=0到t=10s的时间内,P只上下振动,不沿传播方向运动,故D错误,符合题意。探究二机械波的多解问题典例2一列简谐横波图像如图所示,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=0.5s,问:(1)这列波的可能波速的表达式?(2)若波向左传播,且3TΔt4T,波速多大?(3)若波速v=68m/s,则波向哪个方向传播?审题突破读取题干获取信息t1时刻的波形波长λ=8mΔt=t2-t1=0.5s未明确传播方向,未明确Δt与T的关系若波速v=68m/s,则波向哪个方向传播传播距离x=v·Δt,可计算出x与λ的关系答案见解析(2)明确了波的传播方向,并限定3TΔt4T,设此时间内波传播距离为s,则有3λs4λ即n=3,代入②式得波速为60m/s。(3)给定的波速v=68m/s,则给定时间Δt内波传播距离x=v·Δt=68×0.5m=34m=,故波沿x轴正向传播。考题点睛规律方法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。2.波动问题的几种可能性(1)质点达到最大位移处,则有正向和负向最大位移两种可能。(2)质点由平衡位置开始振动,则有起振方向向上、向下(或向左、向右)两种可能。(3)只告诉波速不指明波的传播方向时,应考虑波沿两个方向传播的可能。(4)只给出两时刻的波形,则有多次重复出现的可能。(5)只给出部分波形或几个特殊点,这样完整波形就有多种情况。要点笔记多解的原因:(1)波的传播方向不确定;(2)波的周期性;(3)质点振动方向不明确。有时候上述多解成因交织在一起,使得问题更隐蔽复杂,学习时一定要弄清多解成因。针对训练2一列简谐横波沿直线由P向Q传播,相距21m的P、Q两处的质点振动图像如图中P、Q所示,则()A.该波的振幅是20cmB.该波的波长可能是12mC.该波的波速可能是10m/sD.该波由P传播到Q最短历时3.5s答案B解析由题图读出,该波的振幅为A=10cm,在t=0时刻,质点Q经过平衡位置向上运动,质点P位于波谷,波由P向Q传播,画出P、Q间可能的最简波形如图所示,考虑到波在空间上的周期性,P、Q间距离与学以致用?随堂检测全达标1.(2021河北鸡泽第一中学高二月考)一列简谐波沿x轴正方向传播,某时刻波形图如图甲所示,a、b、c、d是波传播方向上的四个振动质点的平衡位置。若再过个周期,其中某质点继续振动的图像如图乙所示,则该质点是()A.a处质点 B.b处质点C.c处质点 D.d处质点答案D解析个周期后,a处质点处于波谷,c处质点处于波峰,b处质点处于平衡位置且向下运动,d处质点处于平衡位置且向上运动,所以题图乙是d处质点的振动图像,选项D正确。2.(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。则平衡位置在O点处质点的振动图像可能为()答案AC3.(多选)图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像。从该时刻起()A.经过0.35s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B.经过0.25s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度C.经过0.15s时,波沿x轴的正方向传播了3mD.经过0.1s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向答案AC4.一列简谐波在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,求:(1)若波沿x轴正方向传播,且ΔtT