世纪金榜·2016高考物理一轮配套课件：选修3-41.2机械波资料.ppt

【总结提升】判断波的传播方向与质点的振动方向的三种常见方法 (1)上下坡法：沿波的传播方向,上坡时质点向下振动,下坡时质点向上振动,如图甲所示。 (2)同侧法：波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线 同侧,如图乙所示。 (3)微平移法：将波形图沿传播方向平移Δx(Δx≤ ),再由x轴上 某一位置的两波形曲线上的点来判定,如图丙所示。 【变式训练】(2013·北京高考)一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波,波速为4m/s。某时刻波形如图所示,下列说法正确的是(　　) A.这列波的振幅为4cm B.这列波的周期为1s C.此时x=4m处质点沿y轴负方向运动 D.此时x=4m处质点的加速度为0 【解析】选D。由图像可知波的振幅为2cm,波长为8 m,故A错误;根据 v= 可得该波的周期为2s,故B错误;根据波的形状和波的传播方向 的关系或“同侧法”可知x=4m处的质点沿y轴正方向运动,C错误;由于 x=4m处的质点的位移为零,说明回复力为零,即加速度为零,D正确。 【加固训练】一列简谐波沿x轴正方向传播,在t=0 时波形如图所示,已知波速为10m/s。则t=0.1s时正 确的波形应是图中的(　　) 【解析】选C。由t=0时刻的波形图可知该列波的波长为4.0m,所以波 的传播周期为 =0.4s,所以 由于波沿x轴正方向传 播,所以从t=0时刻的波形沿x轴正方向移动四分之一个波长,故C正确。 考点2 振动图像与波动图像的综合应用 振动图像与波动图像的比较： 两种图像 比较内容 研究对象 图像意义 图像特点 振动图像 一振动质点 一质点位移随时间变化的规律 波动图像 沿波传播方向上的所有质点 某时刻所有质点相对平衡位置的位移 两种图像 比较内容 图像信息 图像变化 一完整曲线 对应横坐标 振动图像 (1)振动周期、振幅 (2)各时刻质点的位移、速度、加速度(包括大小、方向) 随时间推移图像延续,但原有形状不变 一个周期 波动图像 (1)波长、振幅 (2)任意一质点此刻的位移 (3)任意一质点在此时刻加速度方向 随时间推移,图像沿传播方向平移 一个波长 【典例2】(多选)(2014·新课标全国卷Ⅱ)图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0m处的质点;图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是(　　) A.在t=0.10s时,质点Q向y轴正方向运动 B.在t=0.25s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同 C.从t=0.10s到t=0.25s,该波沿x轴负方向传播了6m D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm E.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(国际单位制) 【解题探究】 (1)如何分析波传播的距离? 提示：先由图像读出波长、周期,从而求出波速,再由x=vt求出波传播的距离。 (2)质点P若振动 T,通过的路程一定是3A吗?为什么? 提示：不一定。当从平衡位置或位移最大处计时,才是3A。 【解析】选B、C、E。由Q点的振动图像可知,t=0.10s时质点Q向y轴负 方向振动,选项A错误;由波动图像可知,波向左传播,t=0.10s时质点P 向上振动,再经过0.15s时,即t=0.25s时,质点P振动到x轴的下方,加速 度沿y轴向上,选项B正确;波速v= m/s=40 m/s,所以从t=0.10s 到t=0.25s时间内,该波沿x轴负方向传播的距离x=vt=40×0.15m=6m, 选项C正确;由于在t=0.10s时,质点P既不在波峰、波谷,也不在平衡位 置,因此在 T的时间内通过的路程不等于3A=30cm,选项D错误;质点Q 的简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(国际单位制),选项E正确。 【易错提醒】(1)图甲是t=0.1s时刻的波形图,要注意哪一时刻。 (2)图乙是质点Q的振动图像,不是质点P的振动图像。 (3)质点振动时,经过一个周期通过的路程一定是4A,经过半个周期也 一定是2A,但经过 T、 T时,通过的路程就不一定是A、3A。 【总结提升】“一分、一看、二找”巧解波动图像与振动图像综合类问题 (1)分清振动图像与波动图像。只要看清横坐标即可,横坐标为x则为波动图像,横坐标为t则为振动图像。 (2)看清横、纵坐标的单位。尤其要注意单位前的数量级。 (3)找准波动图像对应的时刻。 (4)找准振动图像对应的质点。 【变式训练】(2014·北京高考)一简谐机械横波沿x轴正方向传播,波 长为λ,周期为T。t=0时刻的波形如图甲所示,a、b是波上的两个质 点。图乙是波上某一质点的振动图像。下列说法中正确的是(　　) A.t=0时质点a