2024-2025学年高二物理选择性必修第一册（配粤教版）课件 第3章 本章整合.pptx

第三章机械波本章整合

网络构建本章知识可分为三部分:第一是机械波的形成,主要是其形成条件及特点等;第二是描述机械波的物理量和波的图像;第三是关于波的一些现象.1.思考关于机械波的形成条件及特点的内容,填写下图.介质波源介质振动不一定有机械波,有机械波一定有振动并不随波迁移质点振动方向横波和纵波

2.思考描述机械波的一些物理量的相关内容,填写下图.λv

3.思考关于机械波的图像的一些内容,填写下图.后面的质点,把振动传播出去波的传播方向上各质点的平衡位置某一时刻各质点偏离平衡位置的位移位移大小和方向传播方向各质点的振动方向

4.思考关于机械波的一些现象的内容,填写下图.波绕过障碍物的现象几列波相遇时保持各自的运动特征,继续传播,各质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象波源与观察者之间相互靠近或者相互远离,使观察者接收到的波的频率发生了变化的现象

专项提升一、波的图像【例题1】(多选)如图所示,一列向右传播的简谐横波在t=0时刻恰好传到A点,波速大小v=0.6m/s,P质点的横坐标为x=1.26m,则下列说法正确的是()A.该列波的振幅是20cm,波长是0.24mB.质点A的振动方程为y=-10sin5πtcmC.再过一个周期,质点A向右传播的路程为40cmD.质点P第一次到达波峰的时间是t=2sBD

规律方法波的图像描述的是在波的传播方向上介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移,因此只要明确了波的图像、波的传播方向和介质中各质点振动方向三者的关系,再结合v=λf就可解决有关波的大多数问题.常见问题如下:(1)已知波形图和波的传播方向,确定质点的振动方向;(2)已知波的图像和介质中质点的振动方向,确定波的传播方向;(3)已知某时刻的波形图,画该时刻前、后的波形图;(4)已知两时刻的波形图求解相关的物理量;(5)已知振动图像和某时刻的波形图求相关的物理量.

对点演练1.一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于x=2m,x=4m处.从t=0时刻开始计时,当t=15s时质点Q刚好第4次到达波峰.(1)求波速大小;(2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求写出推导过程).

答案(1)1m/s(2)x=0.2sin(0.5πt)m解析(1)设简谐横波的波速为v,波长为λ,周期为T,由图像知λ=4m.(2)质点P做简谐运动的表达式为x=0.2sin(0.5πt)m.

二、波的图像与振动图像的区别和联系【例题2】一简谐横波在t=2s时的波形图如图甲所示,P是平衡位置在x1=0.5m处的质点,Q是平衡位置在x2=4m处的质点;质点Q的振动图像如图乙所示.下列说法正确的是()A.这列波沿x轴负方向传播B.这列波的传播速度为2m/sC.Q质点做简谐运动的表达式为y=0.4sinπtmD

规律方法求解波的图像与振动图像问题时的步骤1.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.4.利用波速关系式求解.波长、波速、周期、频率间一定满足v==λf.

对点演练2.一列简谐横波在t=0.2s时的波形如图甲所示,向右传播;波上某一点P的振动图像如图乙所示.(1)求波速大小;(2)画出t=0.4s时和t=0.55s时的波形.

答案(1)20m/s(2)见解析图

三、波动问题的多解【例题3】如图所示,实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形图,虚线是在t2=0.2s时刻的波形图.(1)若波速为55m/s,求x=5m处的质点M在t1时刻的振动方向;(2)在t1~t2时间内,x=5m处的质点M通过的路程为1.8m,求波速大小.

答案(1)沿y轴负方向振动(2)45m/s解析(1)从题图可以看出,波长为λ=4m

当n=2时v2=55m/s则波沿x轴负方向传播,根据波速与质点的振动方向的关系,得质点M在t1时刻沿y轴负方向振动.(2)从题图可以看出振幅为A=20cm=0.2m,M通过的路程为1.8m,则经历的时间是两个周期再加四分之一周期,

规律方法1.由于波的传播双向性而导致多解双向性是指波沿x轴正、负两方向传播时,若正、负两方向传播的时间之和等于周期的整数倍,则正、负两方向传播的波形相同.2.由于波的时间周期性而导致多解波的时间周期性是指每经过一个周期T,同一质点振动状态相同,波的形状也相同;每经过