2018-2019版高中物理 第2章 機械波章末總結(jié)學案 滬科版選修3-4.doc

第2章 機械波章末總結(jié)一、波的形成及傳播規(guī)律機械振動在介質(zhì)中傳播形成機械波，質(zhì)點振動一個周期，波向前傳播一個波長，因此波的傳播具有時間、空間的周期性故對機械波的形成與傳播規(guī)律，應掌握以下幾點：1波源做簡諧運動，在波的傳播方向上的介質(zhì)質(zhì)點也跟隨做同頻率的簡諧運動，各質(zhì)點的振動頻率都等于波源的振動頻率波源從平衡位置開始振動的方向，也就是介質(zhì)中各質(zhì)點起始振動的方向2離波源較遠的質(zhì)點是由于離波源較近的質(zhì)點的帶動而開始振動的，因而離波源較遠的質(zhì)點開始振動的時刻總是落后于離波源較近的質(zhì)點3在一個周期T內(nèi)，波源完成一次全振動，波在介質(zhì)中傳播的距離為一個波長波傳播的距離為多少個波長，則所用的時間為多少個周期波傳播的距離x、波速v、波源的振動時間(即波傳播的時間)t、波長、周期T、頻率f之間的關(guān)系為：xvtft4在同一均勻介質(zhì)中，機械波勻速傳播，波形沿波的傳播方向平移例1如圖1所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，實線和虛線分別表示t10和t20.5s(T>0.5s)時的波形能正確反映t37.5s時波形的圖是()圖1答案D解析由題圖可知0.5s，T2s，t37.5s3T，再由特殊點振動法可以確定D選項正確二、波的圖像與振動圖像的區(qū)別與聯(lián)系由于波的圖像與振動圖像形狀相似，很多同學在應用時容易混淆因此面對波的圖像和振動圖像問題時要按如下步驟來分析：1先看兩軸：由兩軸確定圖像種類2讀取直接信息：從振動圖像上可直接讀取周期和振幅；從波的圖像上可直接讀取波長和振幅3利用波速關(guān)系式：波長、波速、周期間一定滿足v/Tf.例2(多選)圖2甲為一列簡諧橫波在t0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x1m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點Q的振動圖像，則下列說法正確的是()圖2A該波的周期是0.10sB該波的傳播速度為40m/sC該波沿x軸的負方向傳播D從t0.10s到t0.25s，質(zhì)點P通過的路程為30cm答案BC解析由題圖乙知該波的周期是0.20 s，故A錯誤由題圖甲知波長8 m，則波速為：vm/s40 m/s，故B正確t0.10 s時，由題圖乙知質(zhì)點Q正向下運動，根據(jù)波形平移法可知該波沿x軸負方向傳播，故C正確該波沿x軸負方向傳播，此時P點正向上運動從t0.10 s到t0.25 s經(jīng)過的時間為t0.15 sT，由于t0.10 s時刻質(zhì)點P不在平衡位置或波峰、波谷處，所以質(zhì)點P通過的路程不是3A30 cm，故D錯誤三、波動問題的多解性波動問題出現(xiàn)多解性的原因：1空間周期性：波在均勻介質(zhì)中傳播時，傳播的距離xnx0，nN，式中為波長，x0表示傳播距離中除去波長的整數(shù)倍部分后余下的那段距離2時間周期性：波在均勻介質(zhì)中傳播的時間tnTt0，nN，式中T表示波的周期，t0表示總時間中除去周期的整數(shù)倍部分后剩下的那段時間3傳播方向的雙向性：本章中我們解決的都是僅限于波在一條直線上傳播的情況，即它有沿x正向或負向傳播的可能4質(zhì)點振動的雙向性：質(zhì)點雖在振動，但在只給出位置的情況下，質(zhì)點振動有沿y和y兩個方向的可能例3如圖3所示，實線是某時刻的波形圖線，虛線是0.2s后的波形圖線圖3(1)若波向左傳播，求它傳播的距離及最小距離；(2)若波向右傳播，求它的周期及最大周期；(3)若波速為35m/s，求波的傳播方向答案見解析解析(1)由題圖知，4m，若波向左傳播，傳播的距離的可能值為xn(4n3) m(n0,1,2，)最小距離為xmin3m，此時n0.(2)若波向右傳播，x(n) m，所用時間為t(n)T0.2 s，故T s(n0,1,2，)，所以最大周期為Tmax0.8 s，此時n0.(3)xvt350.2m7m(3) m，所以波向左傳播1(多選)一列簡諧橫波正沿著x軸正方向傳播，波在某一時刻的波形如圖4所示，則此時刻()圖4Ax3m處質(zhì)點正沿y軸正方向運動Bx6m處質(zhì)點的速度為零Cx7m處質(zhì)點的加速度方向沿y軸負方向Dx8m處質(zhì)點的合外力為零答案AC解析由“帶動法”可判定x3m處質(zhì)點正沿y軸正方向運動，A正確；x6m處質(zhì)點正好處于平衡位置，其速度最大，B錯；x7m處質(zhì)點受合外力沿y軸負方向，其加速度方向沿y軸負方向，C正確；x8m處質(zhì)點正好位于最大位移處，所受合外力最大，D錯2一列簡諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5m的a、b兩處的質(zhì)點振動圖像如圖5中a、b所示，則()圖5A該波的振幅可能是20cmB該波的波長可能是8.4mC該波的波速可能是10.5m/sD該波由a傳播到b可能歷時7s答案D解析由題圖知振幅A10cm；10.5m，則不論n取任何非負整數(shù)都不可能得到8.4m；由題圖可以看出T4s，v，顯然波速不可能是10.5m/s.由圖像分析可知，經(jīng)歷時間可能為tT，所以可能歷時7s.3.一列簡諧橫波沿x軸傳播，t0時的波形如圖6所示，質(zhì)點a與質(zhì)點b相距1m，a質(zhì)點正沿y軸正方向運動；t0.02s時，質(zhì)點a第一次到達正向最大位移處，由此可知()圖6A此波的傳播速度為25m/sB此波沿x軸正方向傳播C從t0時起，經(jīng)過0.04s，質(zhì)點a沿波傳播方向遷移了1mDt0.04s時，質(zhì)點b處在平衡位置，速度沿y軸負方向答案A解析由題可知波長2 m，周期T0.08 s，則v25 m/s，A對；由a點向上運動知此波沿x軸負方向傳播，B錯；質(zhì)點不隨波遷移，C錯；t0時質(zhì)點b向下運動，從t0到t0.04 s經(jīng)過了半個周期，質(zhì)點b回到平衡位置沿y軸正方向運動，D錯4圖7為一簡諧波在t0時刻的波形圖，介質(zhì)中的質(zhì)點P做簡諧運動的表達式為yAsin5t，求該波的速度，并畫出t0.3s時的波形圖(至少畫出一個波長)圖7答案見解析解析由簡諧運動表達式可知5rad/s，t0時刻質(zhì)點P向上運動，故波沿x軸正方向傳播由波形圖讀出波長4m.T由波速公式，知v聯(lián)立式，代入數(shù)據(jù)可得v10m/st0.3s時的波形圖如圖所示