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2019-2020年物理粤教版选修3-4学案：课棠互动 第二章第二节机械波的图象描述 Word版含解析三点剖析1.波的图象的意义 表示介质中的各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移. 波的图象并不是波实际运动的波形图，但某时刻横波的图象形状与波在该时刻的实际波形很相似，波形中的波峰对应波的图象中的位移正向最大值，波谷对应图象中位移负向最大值.波形中的平衡位置也对应图象中的平衡位置. 简谐波的图象是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相同. 由波的图象能获取的信息(1)从图象上可直接读出波长和振幅.(2)可确定任一质点在该时刻的位移.(3)因加速度方向和位移方向相反，可确定任一质点在该时刻的加速度方向.(4)若已知波的传播方向，可确定各质点在该时刻的振动方向，并判断位移、加速度、速度、动能的变化.已知某质点的振动方向，可确定波的传播方向.2.波长、频率和波速之间的关系 认真分析波的形成过程可以发现，在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长，因而可得到波长、频率f(或周期T)和波速v三者的关系为：v=,根据T=,则有v=f.说明：波长、波速v、频率f的决定因素：波的传播速度v=f，或v=，其中v、f(T)三个量相互关联，从公式上看，似乎任意一个改变都会影响其他两个量，不少初学者易产生这样的认识，其实不然，那么它们都是受谁决定的呢？(1)周期和频率，只取决于波源，而与v、无直接关系.(2)速度v决定于介质的物理性质，它与T、无直接关系.只要介质不变，v就不变，而不决定于T、，反之如果介质变，v也一定变.(3)波长则决于于v和T，只要v、T其中一个发生变化，其值必然发生变化，而保持v=f的关系.总之，尽管波速与频率或周期可以由公式v=f或v=/T进行计算，但不能认为波速与波长、周期或频率有关，也不能以为频率或周期会因波速、波长的不同而不同，因为它们都是确定的，分别决定于介质与波源.3.波动图象与振动图象的区别振动图象波动图象研究对象一个振动质点沿波传播方向所有质点研究内容一个质点的振动位移随时间的变化规律某时刻所有质点的空间分布规律图象物理意义表示一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移图象变化随时间推移图象延续，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占横坐标距离表示一个周期表示一个波长各个击破【例1】如图2-2-1所示是一列横波在某一时刻的波形图，波沿x轴正向传播.图2-2-1(1)该时刻A质点运动的方向是向_，C点的运动方向是向_，D点的运动方向是向_.(2)再经过，质点A通过的路程是_cm，质点C的位移是_cm.解析：(1)由于波沿x轴正方向传播，所以A点在“下坡区”，向上运动；C点、D点均在“上坡区”，C、D两点都向下运动；(2)再经过T2，A又回到平衡位置，所以A通过的路程为4 cm；C点也回到平衡位置，其位移为0.答案：(1)上 下 下 (2)4 0【例2】对机械波关于公式v=f，正确的是( )A.v=f适用于一切波B.由v=f知，f增大，则波速v也增大C.v、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有fD.由v=f知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小2倍解析：公式v=f适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f无关，所以BD错；对同一列波，其频率由振源决定，与介质无关，故C正确.答案：AC类题演练一简谐横波在x轴上传播，波源振动周期T=0.1 s，在某一时刻的波形如图2-2-2所示，且此时a点向下运动，则（ ）图2-2-2A.波速为20 m/s,波向x轴正方向传播 B.波速为10 m/s，波向x轴负方向传播C.波速为20 m/s，波向x轴负方向传播 D.波速为10 m/s，波向x轴正方向传播解析：由此时a点向下运动，根据“上、下坡法”容易判定波向x轴正方向传播.根据波形图可知波长=2.0 m,又知周期T=0.1 s，所以v=T=2.00.1 m/s=20 m/s,A选项正确.答案：A【例3】一列简谐波在t=0时刻的波形图如图2-2-3(a)所示，图(b)表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则( )图2-2-3A.若波沿x轴正方向传播，(b)图应为a点的振动图象B.若波沿x轴正方向传播，(b)图应为b点的振动图象C.若波沿x轴正方向传播，(b)图应为c点的振动图象D.若波沿x轴正方向传播，(b)图应为d点的振动图象解析：在图(b)的振动图象中，t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动，而图(a)的波形图却表明在t=0时刻，质点b、d在平衡位置，而a、c不在平衡位置，故A、C选项不可能正确.若波沿x轴正方向传播，质点b应向上运动(逆着波的传播方向在它附近找一相邻点，此点正好在它的上方，质点b就应跟随它向上运动)，B选项正确.若波沿x轴正方向传播，同理可以确定质点d应向下，D项错误.答案：B小学教育资料好好学习，天天向上！第 4 页 共 4 页