【优化方案】高考物理总复习 第7章第二节 机械波和形成和传播 波的图象课件 大纲

第二节机械波和形成和传播波的图象第二节机械波和形成和传播波的图象基础知识梳理课堂互动讲练经典题型探究知能优化演练基础知识梳理一、机械波1．机械波的形成条件(1)有发生机械振动的____.(2)有传播____，如空气、水等．2．传播特点(1)传播振动形式、传递____、传递信息．(2)质点不随波迁移．3．机械波的分类垂直波源介质能量二、描述机械波的物理量1．波长：λ在波动中振动相位总是____的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示．2．频率f：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于____的振动频率．3．波速v、波长λ和频率f、周期T的关系机械波的速度大小由____决定，与机械波的频率无关．相同波源介质三、波的图象1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的________，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的____，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对________的位移．平衡位置位移平衡位置课堂互动讲练

一、机械波的传播问题1．质点振动方向与波传播方向的互判图象方法微平移法：沿波的传播方向将波的图象进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正向传播，t时刻波形曲线如图中实线所示．将其沿v的方向移动一微小距离Δx，获得如图中虚线所示的图线．可以判定t时刻质点A振动方向向下，质点B振动方向向上，质点C振动方向向下．图象方法“上、下坡”法沿着波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“上坡下、下坡上”．例如：图中A点向上振动，B点向下振动，C点向上振动．逆向描迹法逆着波的传播方向用铅笔描波形曲线，笔头向上动，质点的振动方向向上，笔头向下动，质点的振动方向就向下.2.由t时刻波形图画t＋Δt时刻的波形图(1)平移法：先算出经Δt时间波传播的距离Δx＝vΔt，再把波形沿波的传播方向平移Δx.当Δx＞λ，即Δx＝nλ＋x时，可采取去整(nλ)留零(x)的方法只需平移x即可．3．已知波的传播情况确定某点振动情况(1)根据该点到波源的距离x和波速v可以计算该点开始振动的时间t＝.(2)将该点振动的时间和周期相联系．采用“舍整取零头”的办法结合起振方向可确定该点相对平衡位置的位移，进而确定加速度、速度等．特别提醒：(1)由于波传播时间的周期性，波传播一个周期波形不变．(2)由于波传播空间的周期性，波传播一个波长的距离波形也不变．(3)解题时可先画出波形图，再利用波的传播特性分析求解．即时应用1．(2010年高考上上海卷)如图7－2－1，一列简简谐横波波沿x轴正方向向传播，，实线和和虚线分分别表示示t1＝0和t2＝0.5s(T>0.5s)时的波形形．能正正确反映映t3＝7.5s时波形的是图图()图7－2－1图7－2－2二、振动图象象与波动图象象的比较波的振动图象象与波动图象象虽然形状相相同，但所研研究的对象、、意义、特点点等有所不同同．所以，要要掌握两者的的区别及在某某些情况下两两者的相互转转换．

两种图象比较内容振动图象波动图象研究对象某一振动质点沿波传播方向所有质点图象意义某一质点位移随时间变化规律某时刻所有质点相对平衡位置的位移图象特点

两种图象比较内容振动图象波动图象图象信息(1)周期、振幅(2)各时刻质点的位移(3)速度、加速度的方向(1)波长、振幅(2)任意一质点该时刻的位移(3)任意一质点在该时刻加速度的方向图象变化随时间推移图象延续，但已有形状不变随时间推移，图象沿传播方向平移一个完整曲线对应横坐标一个周期一个波长即时应用2.一列沿沿着x轴正方方向传传播的的横波波，在在t＝0时刻的的波形形如图图7－2－3甲所示示．图图甲中中某质质点的的振动动图象象如图图乙所所示．．质点点N的振幅幅是______m，振动动周期期为________s，图乙乙表示示质点点________(从质点点K、L、M、N中选填填)的振动动图象象．该该波的的波速速为________m/s.图7－2－3解析：：从甲、、乙图图可看看出波波长λ＝2.0m，周期期T＝4s，振幅幅A＝0.8m；乙图图中显显示t＝0时刻该该质点点处于于平衡衡位置置向上上振动动，甲甲图波波形图图中，，波向向x轴正方方向传传播，，则L质点正正在平平衡位位置向向上振振动，，波速速v＝λ/T＝0.5m/s.答案：：0.84L0.5三、波波的多多解性性问题题造成波波动问问题多多解的的主要要因素素有：：1．周期期性(1)时间周周期性性：时时间间间隔Δt与周期期T的关系系不明明确．．(2)空间周周期性性：波波传播播距离离Δx与波长长λ的关系系不明明确．．2．双向向性(1)传播方方向双双向性性：波波的传传播方方向不不确定定．(2)振动方方向双双向性性：质质点振振动方方向不不确定定．3．波形形的隐隐含性性形成成多值值解在波动动问题题中，，往往往只给给出完完整波波形的的一部部分，，或给给出几几个特特殊点点，而而其余余信息息均处处于隐隐含状状态．．这样样，波波形就就有多多种情情况，，形成成相关关波动动问题题的多多值解解．特别提醒：(1)计算波速既可应用v＝λf或v(2)波动多解问题一般先考虑波传播的“双向性”，再考虑“周期性”．即时应用3.(2010年高高考考重重庆庆理理综综改改编编题题)一列列简简谐谐波波在在两两时时刻刻的的波波形形如如图图7－2－4中实实线线和和虚虚线线所所示示，，由由图图可可确确定定这这列列波波的的()图7－2－4A．传传播播方方向向B．波波速速C．波波长长D．频频率率解析析：：选C.由图图象象可可知知波波长长λ＝4m，根根据据题题设设条条件件无无法法判判断断传传播播方方向向、、频频率率，，因因而而也也无无法法计计算算波波速速．．只只有有C选项项正正确确．．经典题型探究(2009年高考江苏卷)在t＝0时刻，质点A开始做简谐运动，其振动图象如图7－2－5所示．质点A振动的周期是________s；t＝8s时，质点A的运动沿y轴的__________方向(填“正”或“负”)；质点B在波的传播方向上与A相距16m，已知波的传播速度为2m/s，在t＝9s时，质点B偏离平衡位置的位移是________cm.

例1波的形成和传播题型一图7－2－5【思路路点点拨拨】振动动周周期期由由图图象象可可直直接接得得出出，，经经过过Δt时间后A、B两质点的的振动情情况需要要根据波波的传播播规律及及波的周周期性来来判断．．【答案】4正10例2波动图象和振动图象的综合问题题型二(2009年高考福福建理综综卷)图7－2－6甲为一列列简谐横横波在t＝0.10s时刻的波波形图，，P是平衡位位置为x＝1m处的质点点，Q是平衡位位置为x＝4m处的质点点，图乙乙为质点点Q的振动图图象，则则()图7－2－6A．t＝0.15s时，质点点Q的加速度度达到正正向最大大B．t＝0.15s时，质点点P的运动方方向沿y轴负方向向C．从t＝0.10s到t＝0.25s，该波沿沿x轴正方向向传播了了6mD．从t＝0.10s到t＝0.25s，质点P通过的路路程为30cm【解析】由质点Q的振动图图象可知知，t＝0.15s时，Q正处于最最低点，，加速度度达到正正向最大大，选项项A对；t＝0.10s时，Q正处于平平衡位置置向下运运动，故故波是向向左传播播的，所所以t＝0.15s时，质点点P运动方向向沿y轴负方向向，选项项B对；由图图象可知知，波长长λ＝8m，周期T＝0.2s，所以波【答案】AB波的多解性例3(2010年高考四川卷卷改编题)一列简谐横波波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45m，如图7－2－7是A处质点的振动动图象．当A处质点运动到到波峰位置时时，B处质点刚好到到达平衡位置置，这列波的的波速可能是是()题型三图7－2－7A．4.5m/sB．3.0m/sC．1.5m/sD．0.7m/s【思路点拨拨】(1)B点通过平平衡位置置的速度度方向未未知，形形成多解解；(2)AB间的距离离与波长长λ的关系不不确定形形成多解解．【解析】(1)B点向y轴正方向向运动时时，由题题意可知知A、B的波形如如图7－2－8所示(只画一个个波长内内的情况况)，因此可可得：AB＝0.45m＝nλ＋λ图7－2－8(2)B点向y轴