2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4

上傳人:xt****7 文檔編號:105233769 上傳時(shí)間:2022-06-11 格式:DOC 頁數(shù):14 大小:274.52KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報(bào) 下載
2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4_第1頁
第1頁 / 共14頁
2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4_第2頁
第2頁 / 共14頁
2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4_第3頁
第3頁 / 共14頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

9.9 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4(14頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理 第2章 機(jī)械波教案 教科版選修3-4 教學(xué)目標(biāo): 1.掌握機(jī)械波的產(chǎn)生條件和機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(規(guī)律); 2.掌握描述波的物理量——波速、周期、波長; 3.正確區(qū)分振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象,并能運(yùn)用兩個(gè)圖象解決有關(guān)問題 4.知道波的特性:波的疊加、干涉、衍射;了解多普勒效應(yīng) 教學(xué)重點(diǎn):機(jī)械波的傳播特點(diǎn),機(jī)械波的三大關(guān)系(波長、波速、周期的關(guān)系;空間距離和時(shí)間的關(guān)系;波形圖、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向間的關(guān)系) 教學(xué)難點(diǎn):波的圖象及相關(guān)應(yīng)用 教學(xué)方法:講練結(jié)合,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 教學(xué)過程: 一、機(jī)械波 1.機(jī)械波的產(chǎn)生條件:①波源(機(jī)械振動(dòng))②傳播振動(dòng)的介質(zhì)(相鄰

2、質(zhì)點(diǎn)間存在相互作用力)。 2.機(jī)械波的分類 機(jī)械波可分為橫波和縱波兩種。 (1)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的叫橫波,如:繩上波、水面波等。 (2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的叫縱波,如:彈簧上的疏密波、聲波等。 分類 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向關(guān)系 形狀 舉例 橫波 垂直 凹凸相間;有波峰、波谷 繩波等 縱波 在同一條直線上 疏密相間;有密部、疏部 彈簧波、聲波等 說明:地震波既有橫波,也有縱波。 3.機(jī)械波的傳播 (1)在同一種均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是勻速的。波速、波長和頻率之間滿足公式:v=λ?f。 (2)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是在各自的平衡位置附

3、近的簡諧運(yùn)動(dòng),是變加速運(yùn)動(dòng),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。 (3)機(jī)械波轉(zhuǎn)播的是振動(dòng)形式、能量和信息。 (4)機(jī)械波的頻率由波源決定,而傳播速度由介質(zhì)決定。 4.機(jī)械波的傳播特點(diǎn)(規(guī)律): (1)前帶后,后跟前,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳。即:各質(zhì)點(diǎn)都做受迫振動(dòng),起振方向由波源來決定;且其振動(dòng)頻率(周期)都等于波源的振動(dòng)頻率(周期),但離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后。 (2)機(jī)械波傳播的是波源的振動(dòng)形式和波源提供的能量,而不是質(zhì)點(diǎn)。 5.機(jī)械波的反射、折射、干涉、衍射 一切波都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射。特別是干涉、衍射,是波特有的性質(zhì)。 (1)干涉 產(chǎn)生干涉的必要條件是:兩列波源的頻率必須相同

4、。 需要說明的是:以上是發(fā)生干涉的必要條件,而不是充分條件。要發(fā)生干涉還要求兩列波的振動(dòng)方向相同(要上下振動(dòng)就都是上下振動(dòng),要左右振動(dòng)就都是左右振動(dòng)),還要求相差恒定。我們經(jīng)常列舉的干涉都是相差為零的,也就是同向的。如果兩個(gè)波源是振動(dòng)是反向的,那么在干涉區(qū)域內(nèi)振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的位置就正好顛倒過來了。 干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)最弱點(diǎn)的充要條件: ①最強(qiáng):該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是波長的整數(shù)倍,即δ=nλ ②最弱:該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍,即 根據(jù)以上分析,在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi),振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng);振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。 至于“波峰和波峰疊加得到振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)”,“波谷

5、和波谷疊加也得到振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)”,“波峰和波谷疊加得到振動(dòng)減弱點(diǎn)”這些都只是充分條件,不是必要條件。 【例1】 如圖所示,S1、S2是兩個(gè)相干波源,它們振動(dòng)同步且振幅相同。實(shí)線和虛線分別表示在某一時(shí)刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標(biāo)的a、b、c、d四點(diǎn),下列說法中正確的有 A.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱,b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng),d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)既不是最強(qiáng)也不是最弱 B.該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最弱,b、c、d質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)都最強(qiáng) C.a(chǎn)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最弱的, b、c、d質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)始終是最強(qiáng)的 D.再過T/4后的時(shí)刻a、b、c三個(gè)質(zhì)點(diǎn)都將處于各自的平衡位置,因此振動(dòng)最弱 解析:該時(shí)刻a質(zhì)點(diǎn)振

6、動(dòng)最弱,b、c質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng),這不難理解。但是d既不是波峰和波峰疊加,又不是波谷和波谷疊加,如何判定其振動(dòng)強(qiáng)弱?這就要用到充要條件:“到兩波源的路程之差是波長的整數(shù)倍”時(shí)振動(dòng)最強(qiáng),從圖中可以看出,d是S1、S2連線的中垂線上的一點(diǎn),到S1、S2的距離相等,所以必然為振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)。 本題答案應(yīng)選B、C 點(diǎn)評:描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量是振幅,而振幅不是位移。每個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)過程中的位移是在不斷改變的,但振幅是保持不變的,所以振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)無論處于波峰還是波谷,振動(dòng)始終是最強(qiáng)的。 【例2】 如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況,圖中的實(shí)線表示波峰,虛線表示波谷。設(shè)兩列波的振幅均為5 cm,且圖示的范圍內(nèi)振幅

7、不變,波速和波長分別為1m/s和0.5m。C點(diǎn)是BE連線的中點(diǎn),下列說法中正確的是 ( ) A.C、E兩點(diǎn)都保持靜止不動(dòng) B.圖示時(shí)刻A、B兩點(diǎn)的豎直高度差為20cm C.圖示時(shí)刻C點(diǎn)正處于平衡位置且向水面上運(yùn)動(dòng) D.從圖示的時(shí)刻起經(jīng)0.25s,B點(diǎn)通過的路程為20cm 解析:由波的干涉知識(shí)可知圖6中的質(zhì)點(diǎn)A、B、E的連線處波峰和波峰或波谷和波谷疊加是加強(qiáng)區(qū),過D、F的連線處和過P、Q的連線處波峰和波谷疊加是減弱區(qū)。C、E兩點(diǎn)是振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn),不可能靜止不動(dòng)。所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的。 在圖示時(shí)刻,A在波峰,B在波谷,它們振動(dòng)是加強(qiáng)的,振幅均為兩列波的振幅之和,均為10cm,此時(shí)的

8、高度差為20cm,所以B選項(xiàng)正確。 A、B、C、E均在振動(dòng)加強(qiáng)區(qū),且在同一條直線上,由題圖可知波是由E處向A處傳播,在圖示時(shí)刻的波形圖線如右圖所示,由圖可知C點(diǎn)向水面運(yùn)動(dòng),所以C選項(xiàng)正確。 波的周期T=/v = 0.5s,經(jīng)過0.25s,即經(jīng)過半個(gè)周期。在半個(gè)周期內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的路程為振幅的2倍,所以振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)B的路程為20cm,所以D選項(xiàng)正確。 點(diǎn)評: 關(guān)于波的干涉,要正確理解穩(wěn)定的干涉圖樣是表示加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的相對穩(wěn)定

9、,但加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)還是在做振動(dòng),加強(qiáng)區(qū)里兩列波分別引起質(zhì)點(diǎn)分振動(dòng)的方向是相同的,減弱區(qū)里兩列波分別引起質(zhì)點(diǎn)分振動(dòng)的方向是相反的,發(fā)生變化的是振幅增大和減少的區(qū)別,而且波形圖沿著波的傳播方向在前進(jìn)。 (2)衍射。 ①波繞過障礙物的現(xiàn)象叫做波的衍射。 ②能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者跟波長相差不多。 (3)波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理。 獨(dú)立傳播原理:幾列波相遇時(shí),能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)傳播,不互相影響。 疊加原理:介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)轉(zhuǎn)播時(shí)引起的位移、速度、加速度的矢量和。 波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理并不矛盾。前者是描述波的

10、性質(zhì):同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播的幾列波都是獨(dú)立的。比如一個(gè)樂隊(duì)中各種樂器發(fā)出的聲波可以在空氣中同時(shí)向外傳播,我們?nèi)匀荒芊智迤渲懈鞣N樂器發(fā)出的不同聲波。后者是描述介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況:每個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是各列波在該點(diǎn)引起的運(yùn)動(dòng)的矢量和。這好比老師給學(xué)生留作業(yè):各個(gè)老師要留的作業(yè)與其他老師無關(guān),是獨(dú)立的;但每個(gè)學(xué)生要做的作業(yè)卻是所有老師留的作業(yè)的總和。 【例3】 如圖中實(shí)線和虛線所示,振幅、周期、起振方向都相同的兩列正弦波(都只有一個(gè)完整波形)沿同一條直線向相反方向傳播,在相遇階段(一個(gè)周期內(nèi)),試畫出每隔T/4后的波形圖。并分析相遇后T/2時(shí)刻疊加區(qū)域內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況。 解析:根據(jù)波的獨(dú)立

11、傳播原理和疊加原理可作出每隔T/4后的波形圖如①②③④所示。 相遇后T/2時(shí)刻疊加區(qū)域內(nèi)abcde各質(zhì)點(diǎn)的位移都是零,但速度各不相同,其中a、c、e三質(zhì)點(diǎn)速度最大,方向如圖所示,而b、d兩質(zhì)點(diǎn)速度為零。這說明在疊加區(qū)域內(nèi),a、c、e三質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是最強(qiáng)的,b、d兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)是最弱的。 6.多普勒效應(yīng) 當(dāng)波源或者接受者相對于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接受者會(huì)發(fā)現(xiàn)波的頻率發(fā)生了變化,這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)。 學(xué)習(xí)“多普勒效應(yīng)”必須弄清的幾個(gè)問題: (1)當(dāng)波源以速率v勻速靠近靜止的觀察者A時(shí),觀察者“感覺”到的頻率變大了。但不是“越來越大”。 (2)當(dāng)波源靜止,觀察者以速率v勻速靠近波源時(shí),觀

12、察者“感覺”到的頻率也變大了。 (3)當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者“感覺”到的頻率變大。 (4)當(dāng)波源與觀察者背向運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者“感覺”到的頻率變小。 【例4】(xx年高考科研測試)a為聲源,發(fā)出聲波;b為接收者,接收a發(fā)出的聲波。a、b若運(yùn)動(dòng),只限于在沿兩者連線方向上,下列說法正確的是 A.a(chǎn)靜止,b向a運(yùn)動(dòng),則b收到的聲頻比a發(fā)出的高 B.a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng),則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的高 C.a(chǎn)、b向同一方向運(yùn)動(dòng),則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的低 D.a(chǎn)、b都向相互背離的方向運(yùn)動(dòng),則b收到的聲頻比a發(fā)出的高 答案:A 二、振動(dòng)圖象和波的圖象 1.振動(dòng)圖象

13、和波的圖象 振動(dòng)圖象和波的圖象從圖形上看好象沒有什么區(qū)別,但實(shí)際上它們有本質(zhì)的區(qū)別。 (1)物理意義不同:振動(dòng)圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移;波的圖象表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移。 (2)圖象的橫坐標(biāo)的單位不同:振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間;波的圖象的橫坐標(biāo)表示距離。 (3)從振動(dòng)圖象上可以讀出振幅和周期;從波的圖象上可以讀出振幅和波長。 簡諧振動(dòng)圖象與簡諧橫波圖象的列表比較: 簡諧振動(dòng) 簡諧橫波 圖 象 坐 標(biāo) 橫坐標(biāo) 時(shí)間 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置 縱坐標(biāo) 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移 各

14、質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的振動(dòng)位移 研究對象 一個(gè)質(zhì)點(diǎn) 介質(zhì)中的大量質(zhì)點(diǎn) 物理意義 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的振動(dòng)位移 介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的振動(dòng)位移 隨時(shí)間的變化 原有圖形不變,圖線隨時(shí)間而延伸 原有波形沿波的傳播方向平移 運(yùn)動(dòng)情況 質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng) 波在介質(zhì)中勻速傳播;介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)做簡諧振動(dòng) 2.描述波的物理量——波速、周期、波長: (1)波速v:運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或波形在介質(zhì)中傳播的速率;同一種波的波速由介質(zhì)決定。 注:在橫波中,某一波峰(波谷)在單位時(shí)間內(nèi)傳播的距離等于波速。 (2)周期T:即質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期;由波源決定。 (3)波長λ:在波動(dòng)中,振動(dòng)位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間

15、的距離。 注:在橫波中,兩個(gè)相鄰波峰(波谷)之間的距離為一個(gè)波長。 結(jié)論: (1)波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離恰好為波長。 由此:①v=λ/T=λf;λ=vT. ②波長由波源和介質(zhì)決定。 (2)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí),波形不變。 (3)相隔波長整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)狀態(tài)總相同;相隔半波長奇數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)狀態(tài)總相反。 3.波的圖象的畫法 波的圖象中,波的圖形、波的傳播方向、某一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,這三者中已知任意兩者,可以判定另一個(gè)。(口訣為“上坡下,下坡上” ;或者“右上右、左上左)) 4.波的傳播是勻速的 在一個(gè)周期內(nèi),波形勻速向前推進(jìn)一個(gè)波長。n個(gè)周期波形

16、向前推進(jìn)n個(gè)波長(n可以是任意正數(shù))。因此在計(jì)算中既可以使用v=λ?f,也可以使用v=s/t,后者往往更方便。 5.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)(是一種變加速運(yùn)動(dòng)) 任何一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是4A,在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是2A,但在四分之一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程就不一定是A了。 6.起振方向 介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都和振源開始振動(dòng)的方向相同。 S 【例5】 在均勻介質(zhì)中有一個(gè)振源S,它以50HZ的頻率上下振動(dòng),該振動(dòng)以40m/s的速度沿彈性繩向左、右兩邊傳播。開始時(shí)刻S的速度方向向下,試畫出在t=0.03s時(shí)刻的波形。 v v 1.2 0.8

17、 0.4 0 0.4 0.8 1.2 解析:從開始計(jì)時(shí)到t=0.03s經(jīng)歷了1.5個(gè)周期,波分別向左、右傳播1.5個(gè)波長,該時(shí)刻波源S的速度方向向上,所以波形如右圖所示。 5 0 -5 y/m 2 4 x/m P 【例6】 如圖所示是一列簡諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,已知這列波沿x軸正方向傳播,波速為20m/s。P是離原點(diǎn)為2m的一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn),則在t=0.17s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的:①速度和加速度都沿-y方向;②速度沿+y方向,加速度沿-y方向;③速度和加速度都正在增大;④速度正在增大,加速度正在減小。 以上四種判斷中正確的是 A.只有①

18、 B.只有④ C.只有①④ D.只有②③ 解析:由已知,該波的波長λ=4m,波速v=20m/s,因此周期為T=λ/v=0.2s;因?yàn)椴ㄏ蛴覀鞑?,所以t=0時(shí)刻P質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下;0.75 T <0.17s< T,所以P質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置上方,正在向平衡位置運(yùn)動(dòng),位移為正,正在減?。凰俣葹樨?fù),正在增大;加速度為負(fù),正在減小。①④正確,選C 7.波動(dòng)圖象的應(yīng)用: (1)從圖象上直接讀出振幅、波長、任一質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)位移。 (2)波動(dòng)方向<==>振動(dòng)方向。 方法:選擇對應(yīng)的半周,再由波動(dòng)方向與振動(dòng)方向“頭頭相對、尾尾相對”來判斷。 y x 0

19、 y x 0 如圖: 4 5 y/cm Q 0 x/m P 【例7】如圖是一列沿x軸正方向傳播的機(jī)械波在某時(shí)刻的波 形圖。由圖可知:這列波的振幅為5cm,波長為 4m 。此時(shí)刻 P點(diǎn)的位移為2.5cm,速度方向?yàn)檠貀軸正方向,加速度方向 沿y軸負(fù)方向; Q點(diǎn)的位移為-5cm,速度為 0 ,加速度方 5 0.2 0.4 0 x/m y/cm M 向沿y軸正方向。 【例8】如圖是一列波在t1=0時(shí)刻的波形,波的傳播速度 為2m/s,若傳播方向沿x軸負(fù)向,則從t1=0到t2=2.5s的時(shí)間 內(nèi),質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為______,位移為__

20、___。 解析:由圖:波長λ=0.4m,又波速v=2m/s,可得: 周期T=0.2s,所以質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)了12.5T。 對于簡諧振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)1T,通過的路程總是4A;振動(dòng)0.5T,通過的路程總是2A。 所以,質(zhì)點(diǎn)M通過的路程12×4A+2A=250cm=2.5m。質(zhì)點(diǎn)M振動(dòng)12.5T時(shí)仍在平衡位置。 所以位移為0。 【例9】在波的傳播方向上,距離一定的P與Q點(diǎn)之間只有一個(gè)波谷的四種情況,如圖A、B、C、D所示。已知這四列波在同一種介質(zhì)中均向右傳播,則質(zhì)點(diǎn)P能首先達(dá)到波谷的是( ) 解析:四列波在同一種介質(zhì)中傳播,則波速v應(yīng)相同。由T=

21、λ/v得:TD>TA=TB>TC; 再結(jié)合波動(dòng)方向和振動(dòng)方向的關(guān)系得:C圖中的P點(diǎn)首先達(dá)到波谷。 (3)兩個(gè)時(shí)刻的波形問題:設(shè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間(波的傳播時(shí)間)為t,波傳播的距離為x。 則:t=nT+△t即有x=nλ+△x (△x=v△t) 且質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)nT(波傳播nλ)時(shí),波形不變。 ①根據(jù)某時(shí)刻的波形,畫另一時(shí)刻的波形。 方法1:波形平移法:當(dāng)波傳播距離x=nλ+△x時(shí),波形平移△x即可。 方法2:特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法:當(dāng)波傳播時(shí)間t=nT+△t時(shí),根據(jù)振動(dòng)方向判斷相鄰特殊點(diǎn)(峰點(diǎn),谷點(diǎn),平衡點(diǎn))振動(dòng)△t后的位置進(jìn)而確定波形。 ②根據(jù)兩時(shí)刻的波形,求某些物理量(周期、波速、傳播方向等)

22、 1 2 x/m y 0 【例10】如圖是一列向右傳播的簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖。 已知波速v=0.5m/s,畫出該時(shí)刻7s前及7s后的瞬時(shí)波形圖。 0 x/m y 解析:λ=2m,v=0.5m/s,T ==4 s.所以⑴波在7s內(nèi)傳播 的距離為x=vt=3.5m=1λ⑵質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí)間為1T。 方法1 波形平移法:現(xiàn)有波形向右平移λ可得7s后的波形; 現(xiàn)有波形向左平移λ可得7s前的波形。 由上得到圖中7s后的瞬時(shí)波形圖(粗實(shí)線)和7s前的瞬時(shí)波形圖(虛線)。 方法2 特殊質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法:根據(jù)波動(dòng)方向和振動(dòng)方向的關(guān)系,確定兩個(gè)特殊點(diǎn)(如平衡點(diǎn)和峰點(diǎn))在3T/4前和

23、3T/4后的位置進(jìn)而確定波形。請讀者試著自行分析畫出波形。 4 x/m y 0 【例11】如圖實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象,虛線是經(jīng)過0.2s 時(shí)的波形圖象。求: ①波傳播的可能距離 ②可能的周期(頻率) ③可能的波速 ④若波速是35m/s,求波的傳播方向 ⑤若0.2s小于一個(gè)周期時(shí),傳播的距離、周期(頻率)、波速。 解析: ①題中沒給出波的傳播方向,所以有兩種可能:向左傳播或向右傳播。 向左傳播時(shí),傳播的距離為x=nλ+3λ/4=(4n+3)m (n=0、1、2 …) 向右傳播時(shí),傳播的距離為x=nλ+λ/4=(4n+1)m (n=0、1、2 …)

24、②向左傳播時(shí),傳播的時(shí)間為t=nT+3T/4得:T=4t/(4n+3)=0.8 /(4n+3)(n=0、1、2 …) 向右傳播時(shí),傳播的時(shí)間為t=nT+T/4得:T=4t/(4n+1)=0.8 /(4n+1) (n=0、1、2 …) ③計(jì)算波速,有兩種方法。v=x/t 或v=λ/T 向左傳播時(shí),v=x/t=(4n+3)/0.2=(20n+15)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+3)/0.8=(20n+15)m/s.(n=0、1、2 …) 向右傳播時(shí),v=x/t=(4n+1)/0.2=(20n+5)m/s. 或v=λ/T=4 (4n+1)/0.8=(20n+5)m/s.

25、(n=0、1、2 …) ④若波速是35m/s,則波在0.2s內(nèi)傳播的距離為x=vt=35×0.2m=7m=1λ,所以波向左傳播。 ⑤若0.2s小于一個(gè)周期,說明波在0.2s內(nèi)傳播的距離小于一個(gè)波長。則: 向左傳播時(shí),傳播的距離x=3λ/4=3m;傳播的時(shí)間t=3T/4得:周期T=0.267s;波速v=15m/s.向右傳播時(shí),傳播的距離為λ/4=1m;傳播的時(shí)間t=T/4得:周期T=0.8s;波速v =5m/s. 點(diǎn)評:做此類問題的選擇題時(shí),可用答案代入檢驗(yàn)法。 (4)根據(jù)波的傳播特點(diǎn)(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳)確定某質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)問題: 【例12】一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播,如圖是此波在

26、某一時(shí)刻的波形圖,且此時(shí)振動(dòng)還只發(fā)生在M、N之間,并知此波的周期為T,Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形中是向下的。則:波源是_____;P質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)開________;從波源起振開始計(jì)時(shí)時(shí),P點(diǎn)已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為______。 解析:由Q點(diǎn)的振動(dòng)方向可知波向左傳播,N是波源。 由M點(diǎn)的起振方向(向上)得P質(zhì)點(diǎn)的起振方向向上。振動(dòng)從N點(diǎn)傳播到M點(diǎn)需要1T,傳播到P點(diǎn)需要3T/4,所以質(zhì)點(diǎn)P已經(jīng)振動(dòng)的時(shí)間為T/4. 【例13】如圖是一列向右傳播的簡諧橫波在t=0時(shí)刻(開始計(jì)時(shí))的波形圖,已知在t=1s時(shí),B點(diǎn)第三次達(dá)到波峰(在1s內(nèi)B點(diǎn)有三次達(dá)到波峰)。則: ①周期為________

27、 ②波速為______; ③D點(diǎn)起振的方向?yàn)開________;④在t=____s時(shí)刻,此波傳到D點(diǎn);在t=____s和t=___s時(shí)D點(diǎn)分別首次達(dá)到波峰和波谷;在t=____s和t=___s時(shí)D點(diǎn)分別第二次達(dá)到波峰和波谷。 解析: ①B點(diǎn)從t=0時(shí)刻開始在經(jīng)過t=2.5T=1s第三次達(dá)到波峰,故周期T=0.4s. ②由v=λ/T=10m/s. ③D點(diǎn)的起振方向與介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向相同。在圖示時(shí)刻,C點(diǎn)恰好開始起振,由波動(dòng)方向可知C點(diǎn)起振方向向下。所以,D點(diǎn)起振方向也是向下。 ④從圖示狀態(tài)開始計(jì)時(shí):此波傳到D點(diǎn)需要的時(shí)間等于波從C點(diǎn)傳播到D需要的時(shí)間

28、,即:t=(45-4)/10=4.1s; D點(diǎn)首次達(dá)到波峰的時(shí)間等于A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到D點(diǎn)需要的時(shí)間,即:t=(45-1) /10=4.4s; D點(diǎn)首次達(dá)到波谷的時(shí)間等于B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)傳到D點(diǎn)需要的時(shí)間,即:t=(45-3)/10=4.2s;D點(diǎn)第二次達(dá)到波峰的時(shí)間等于D點(diǎn)首次達(dá)到波峰的時(shí)間再加上一個(gè)周期,即:t=4.4 s+0.4s=4.8 s. D點(diǎn)第二次達(dá)到波谷的時(shí)間等于D點(diǎn)首次達(dá)到波峰的時(shí)間再加上一個(gè)周期,即:t=4.2s+0.4s=4.6s. 【例14】 已知在t1時(shí)刻簡諧橫波的波形如圖中實(shí)線所示;在時(shí)刻t2該波的波形如圖中虛線所示。t2-t1 = 0.02s。求:

29、(1)該波可能的傳播速度。 (2)若已知T< t2-t1<2T,且圖中P質(zhì)點(diǎn)在t1時(shí)刻的瞬時(shí)速度方向向上,求可能的波速。 (3)若0.01s

30、500m/s (3)“Q比R先回到平衡位置”,說明波只能是向右傳播的,而0.01s

31、、針對訓(xùn)練 1.(xx年全國理綜卷)一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,圖1是t=1s時(shí)的波形圖,圖2是波中某振動(dòng)質(zhì)元位移隨時(shí)間變化的振動(dòng)圖線(兩圖用同一時(shí)間起點(diǎn)),則圖2可能是圖1中哪個(gè)質(zhì)元的振動(dòng)圖線? A.x=0處的質(zhì)元 B.x =1m處的質(zhì)元 C.x =2m處的質(zhì)元 D.x =3m處的質(zhì)元 2.圖中是觀察水面波衍射的實(shí)驗(yàn)裝置,AC和BD是兩塊擋板,AB是一個(gè)孔,O為波源,圖中已畫出波源所在區(qū)域波的傳播情況,每兩條相鄰波紋(圖中曲線)之間距離表示一個(gè)波長,則波經(jīng)過孔之后的傳播情況,下列描述正確的是: A.此時(shí)能明顯觀察到波的衍射現(xiàn)象;

32、 O C A B D B.擋板前后波紋間距離相等; C.如果將孔AB擴(kuò)大,有可能觀察不到明顯的衍射現(xiàn)象; D.如果孔的大小不變,使波源頻率增大,能更明顯地觀察到衍射現(xiàn)象。 3.(xx年廣東、廣西卷)一列在豎直方向振動(dòng)的簡諧橫波,波長為λ,沿 x 軸正方向傳播.某一時(shí)刻,在振動(dòng)位移向上且大小等于振幅一半的各點(diǎn)中,任取相鄰的兩點(diǎn) P1、P2,已知P1的 x 坐標(biāo)小于P2的 x 坐標(biāo). A.若<,則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng) B.若<,則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng) C.若>,則P1向上運(yùn)動(dòng),P2向下運(yùn)動(dòng) D.若>,則P1向下運(yùn)動(dòng),P2向上運(yùn)動(dòng) 4.如圖所示,一根張緊的水平

33、彈性長繩上的 a、b兩點(diǎn),相 距14.0 m ,b 點(diǎn)在 a點(diǎn)的右方.當(dāng)一列簡諧橫波沿此繩向右傳播時(shí),若 a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零,且向下運(yùn)動(dòng).經(jīng)過1.00 s 后,a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動(dòng),而 b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)極大.則這簡諧橫波的波速可能等于 A.14 m/s B.10 m/s C.6 m/s D.4.67 m/s 5.簡諧橫波在某時(shí)刻的波形圖線如圖所示,由此圖可知 A.若質(zhì)點(diǎn) a向下運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的 B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng),則波是從左向右傳播的 C.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn) c向下運(yùn)動(dòng) D.若波從右向左傳播,則質(zhì)點(diǎn)d向

34、上運(yùn)動(dòng) 6.如圖所示,O是波源,a、b、c、d是波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,且Oa=ab=bc=cd=3 m,開始各質(zhì)點(diǎn)均靜止在平衡位置,t=0時(shí)波源O開始向上做簡諧運(yùn)動(dòng),振幅是0.1 m,波沿Ox 方向傳播,波長是8 m,當(dāng)O 點(diǎn)振動(dòng)了一段時(shí)間后,經(jīng)過的路程是0.5 m ,各質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向是 A.a(chǎn) 質(zhì)點(diǎn)向上 B.b質(zhì)點(diǎn)向上 C.c質(zhì)點(diǎn)向下 D.d質(zhì)點(diǎn)向下 7.如圖在x y平面內(nèi)有一沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速為1 m/s,振幅為4 cm,頻率為2.5 Hz.在t=0時(shí)刻,P點(diǎn)位于其平衡位置上方最大位移處,則距P為0.2 m的Q點(diǎn)(見

35、圖) A.在0.1 s時(shí)的位移是4 cm B.在0.1 s時(shí)的速度最大 C.在0.1 s時(shí)的速度向下 D.在0到0.1 s時(shí)間內(nèi)的路程是4 cm 8.一列簡諧橫波,在t=0時(shí)刻的波形如圖8-13所示,自右向左傳播,已知在t1 =0.7 s時(shí),P點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰(0.7 s內(nèi)P點(diǎn)出現(xiàn)兩次波峰),Q點(diǎn)的坐標(biāo)是(-7,0),則以下判斷中正確的是 A.質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B在t=0時(shí)刻的位移是相等的 B.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng) C..在t2=0.9 s 末,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰 D.在t3=1.26 s 末,Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰

36、 9.如圖所示,一列沿 x 正方向傳播的簡諧橫波,波速大小為 0.6 m/s ,P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為96 cm ,從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí),求: (1)經(jīng)過多長時(shí)間,P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),振動(dòng)時(shí)方向如何? (2)經(jīng)過多少時(shí)間,P質(zhì)點(diǎn)第一次到達(dá)波峰? 參考答案: 1.A 2.ABC 3.AC 4.BD 5.BD 6.A 7.BD 8.BC 9.解析:開始計(jì)時(shí)時(shí),這列波的最前端的質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)是24 cm ,根據(jù)波的傳播方向,可知這一點(diǎn)沿 y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),因此在波前進(jìn)方向的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的方向都是沿 y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),故P點(diǎn)開始振動(dòng)時(shí)的方向是沿 y 軸負(fù)方向,P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)間是 (1)t==1.2 s (2)用兩種方法求解 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法:這列波的波長是λ=0.24 m,故周期是 T==0.4 s 經(jīng)過1.2 s,P質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng),振動(dòng)時(shí)方向向下,故還要經(jīng)過T才能第一次到達(dá)波峰,因此所用時(shí)間是1.2 s+0.3 s=1.5 s. 波形移動(dòng)法:質(zhì)點(diǎn)P第一次到達(dá)波峰,即初始時(shí)刻這列波的波峰傳到P點(diǎn),因此所用的時(shí)間是 t′==1.5 s

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號:ICP2024067431-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺(tái),本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!

五月丁香婷婷狠狠色,亚洲日韩欧美精品久久久不卡,欧美日韩国产黄片三级,手机在线观看成人国产亚洲