高中物理《波的图象》课件18（32张PPT）（人教版选修3-4）

欢迎进入物理课堂 波的图像 一 机械波的分类和传播二 波的图象波形图的基本问题04年秋无锡市期末考试2005年理综全国卷 192005年全国理综卷 202005年北京春季理综192004年春季卷1805年洪泽外国语中学32005年北京理综卷172004年全国卷 1806年江苏省盐城中学二模72005年江苏卷805年12月广州市统测306年江苏省前黄中学二模1305年南通调研测试二9例1波形图的描绘2005年理综全国卷I182006年重庆卷1806年湖南百校大联考 一 92006年上海卷103 波的传播的双向性05年苏锡常镇教学情况调查 一 7波的传播的周期性05年徐州质量检测二82005年上海卷132005年广东卷32004年广西卷32004年全国卷 17 波的图像 一 机械波的分类和传播 1 分类 机械波可分为横波和纵波两种 质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波 如 绳上波 水面波等 质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波 如 弹簧上的疏密波 声波等 2 机械波的传播 在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的 波速 波长和频率之间满足公式 v f 介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动 是变加速运动 介质质点并不随波迁移 机械波转播的是振动形式 能量和信息 机械波的频率由波源决定 而传播速度由介质决定 波由一种介质进入另一种介质 频率不变 波长和波速都要改变 1 2 v1 v2 二 波的图象 1 振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别 但实际上它们有本质的区别 物理意义不同 振动图象表示同一质点在不同时刻的位移 波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移 图象的横坐标的单位不同 振动图象的横坐标表示时间 波的图象的横坐标表示距离 从振动图象上可以读出振幅和周期 从波的图象上可以读出振幅和波长 波的图象中 波的图形 波的传播方向 某一介质质点的瞬时速度方向 这三者中已知任意两者 可以判定另一个 口诀为 沿着波的传播方向 上坡下 下坡上 在一个周期内 波形匀速向前推进一个波长 n个周期波形向前推进n个波长 n可以是任意正数 在计算中既可以使用v f 也可以使用v s t 3 波的传播是匀速的 2 波的图象的画法 4 介质质点的运动是简谐运动 是一种变加速运动 任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A 在半个周期内经过的路程都是2A 但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了 5 起振方向介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同 04年秋无锡市期末考试 已知一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示 图中位于a b两处的质点经过四分之一周期后分别运动到a b 处 则下列判断正确的是 A 可知波的传播方向B 可知波的传播速度C 可知波的周期D 可知波的波长 AD 2005年理综全国卷 19 19 一简谐横波沿x轴正方向传播 某时刻其波形如图所示 下列说法正确的是 A 由波形图可知该波的波长B 由波形图可知该波的周期C 经1 4周期后质元P运动到Q点D 经1 4周期后质元R的速度变为零 AD 2005年全国理综卷 20 20 一列简谐横波在x轴上传播 某时刻的波形图如图所示 a b c为三个质元 a正向上运动 由此可知 A 该波沿x轴正方向传播B c正向上运动C 该时刻以后 b比c先到达平衡位置D 该时刻以后 b比c先到达离平衡位置最远处 AC 2005年北京春季理综19 19 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 波速为60m s 在t 0时波的图像如图所示 则 A 此波频率为40Hz 此时质元b的速度为零B 此波频率为40Hz 此时质元b的速度向着y轴负方向C 此波频率为20Hz 此时质元a的速度向着y轴正方向D 此波频率为20Hz 此时质元a的速度为零 C 2004年春季卷18 18 一简谐横波在x轴上传播 波源振动周期T 0 1s 在某一时刻的波形如图所示 且此时a点向下运动 则 A 波速为20m s 波向x轴正方向传播B 波速为10m s 波向x轴负方向传播C 波速为20m s 波向x轴负方向传播D 波速为10m s 波向x轴正方向传播 A 05年洪泽外国语中学3 3 如图所示 让小球P一边贴水面每秒振动5次 一边沿x轴正方向匀速移动 O点是它的初始位置 图示为观察到的某一时刻的水面波 图中的实线表示水面波的波峰位置 此时小球P处于波峰位置 激起的第一个波峰刚好传动40cm处 那么水面波的传播速度及小球P匀速移动的速度分别是 A 0 05m s 0 025m sB 0 1m s 0 1m sC 0 15m s 0 125m sD 0 2m s 0 1m s 提示 共振动10次 历时2s D 2005年北京理综卷17 17 一列简谐机械横波某时刻的波形图如图所示 波源的平衡位置坐标为x 0 当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时 介质中平衡位置坐标x 2m的质点所处位置及运动情况是 A 在其平衡位置下方且向上运动B 在其平衡位置下方且向下运动C 在其平衡位置上方且向上运动D 在其平衡位置上方且向下运动 A 提示 相距半个波长的两质点振动情况反相 已知 一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示 图中位于a b两处的质元经过四分之一周期后分别运动到a b 处 某人据此做出如下判断 可知波的周期 可知波的传播速度 可知的波的传播方向 可知波的波长 其中正确的是 A 和 B 和 C 和 D 和 2004年全国卷 18 C 06年江苏省盐城中学二模7 7 一列简谐横波沿x轴正方向传播 传播速度为10m s 当波传到x 5m处的质点P时 波形如图所示 则以下判断正确的是 A 这列波的周期为0 4sB 再经过0 4s 质点P第一次回到平衡位置C 再经过0 7s x 9m处的质点Q到达波峰处D 质点Q到达波峰时 质点P恰好到达波谷处 AC 8 一列简谐横波沿x轴传播 t 0时的波形如图示 质点A与质点B相距1m A点速度沿y轴正方向 t 0 02s时 质点A第一次到达正向最大位移处 由此可知 A 此波的传播速度为25m sB 此波沿x轴负向传播C 从t 0时起 经过0 04s 质点A沿波传播方向迁移了1mD 在t 0 04s时 质点B处在平衡位置 速度沿y轴负方向 2005年江苏卷8 AB 解 T 0 08s 2mv T 25m s 经过0 04s T 2 质点B处在平衡位置 速度沿y轴正方向 D错 质点不会随波迁移 C错 05年12月广州市统测3 3 如图2所示 在xy平面内有一沿x轴正方向传播的简谐横波 波速为1m s 振幅为4cm 频率为2 5Hz 在t 0时刻 P点位于其平衡位置上方最大位移处 则距P为0 2m的Q点 A 在0 1s时的位移是4cmB 在0 1s时的速度最大C 在0 1s时的速度向下D 在0到0 1s时间内的路程是4cm 解 v 1m sf 2 5Hz T 0 4s v f 0 4m P和Q点相距为0 2m 即 2 所以两点的振动反相 在t 0时刻 P点位于波峰 则Q点位于波谷 在t 0 1s时刻 Q点位于平衡位置向上运动 速度最大 在0到0 1s时间内Q点从波谷到平衡位置 路程是4cm BD 06年江苏省前黄中学二模13 13 14分 在某介质中形成一列简谐波 t 0时刻的波形如图中的实线所示 若波向右传播 零时刻刚好传到A点 且再经过0 6s P点也开始起振 求 1 该列波的周期T 2 从t 0时起到P点第一次达到波峰时止 O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少 解 1 由图象可知 2mA 2cm 当波向右传播时 A点的起振方向竖直向下 包括P点在内的各质点的起振方向均为竖直向下 波速v x t1 6 0 6 10m s 由v T 得T v 0 2s 2 由t 0至P点第一次到达波峰止 经历的时间 而t 0时O点的振动方向竖直向上 沿y轴正方向 故经 t2时间 O点振动到波谷 即 y0 2cm O点经过的路程s0 n 4A 3 3 4 4A 0 3m 9 一列简谐横波在某时刻的波形如图所示 此时刻质点P的速度为v 经过0 2s它的速度大小 方向第一次与v相同 再经过1 0s它的速度大小 方向第二次与v相同 则下列判断中正确的有 A 波沿 x方向传播 波速为5m sB 质点M与质点Q的位移大小总是相等 方向总是相反C 若某时刻M质点到达波谷处 则P质点一定到达波峰处D 从图示位置开始计时 在2 2s时刻 质点P的位移为 20cm 05年南通调研测试二9 解见下页 ACD 解 振动的质点在平衡位置两侧对称位置具有相等的速率 比较P质点振动的两种可能 图a图b 对照题意 P质点开始向上振动 波沿 x方向传播 有T 1 2s 6m v T 5m sA对 M质点和P质点相距 2 所以C对 而质点M与质点Q在平衡位置的的位移不是 2的奇数倍 所以B错 P质点经过0 1s时间 到平衡位置 向上振动 再经过2 1s 7T 4 P质点到波谷位置 D对 例1 如图示为一列沿x轴传播的简谐波t 0时的波形图 此时在x 4m处的质点P离开平衡位置的位移为1cm 运动方向沿y轴负方向 已知该列波的周期为0 2s 则当x 10m处的Q点的位移为 1cm所对应的时刻为 A 0 08sB 0 12sC 0 02sD 0 18s 解 P点运动方向沿y轴负方向 波向左传播 T 0 2s 10m v T 50m s Q点运动方向沿y轴正方向 Q点经过比T 2略多一点时间到达 1cm处 或者经过比T略少一点时间到达 1cm处 B D正确 又解 使波形沿 x方向移动到Q点的位移为 1cm 如图示 t1 s1 v 6 50 0 12s t2 s2 v 9 50 0 18s BD 2005年理综全国卷I18 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 周期为0 50s 某一时刻 离开平衡位置的位移都相等的各质元依次为P1 P2 P3 已知P1和P2之间的距离为20cm P2和P3之间的距离为80cm 则P1的振动传到P2所需的时间为 A 0 50sB 0 13sC 0 10sD 0 20s 解 由题意画出波形图如图示 可见波长 100cm 波速v T 200cm s P1的振动传到P2所需的时间为t t s v 20 200 0 1s C 不难看出PR范围内2cm x 3cm的质点正在向y轴负方向运动 2006年重庆卷18 A 2cm x 4cmB 2cm x 4cmC 2cm x 3cmD 2cm x 3cm 18 题图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t 0时的波形 当R点在t 0时的振动状态传到S点时 PR范围内 含P R 有一些质点正在向y轴负方向运动 这些质点的x坐标取值范围是 解 画出振动状态传到S点时的波形如图蓝线示 C 06年湖南百校大联考 一 9 A t 0时刻 a b两质点的加速度相同B a b两质点的平衡位置的距离为半波长的奇数倍C a质点速度最大时 b质点速度为零D 当b质点的位移为 2cm时 a质点的位移为负 9 一列简谐横波沿x轴正向传播振幅为2cm 已知在t 0时刻相距30m的两质点a b的位移都是1cm 但运动方向相反 其中a质点沿y轴负方向 如图所示 则 解 由正弦曲线的性质可知波长为90m 如图示 AD 2006年上海卷10 10 在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点 相邻两质点的距离均为L 如图 a 所示 一列横波沿该直线向右传播 t 0时到达质点1 质点1开始向下运动 经过时间 t第一次出现如图 b 所示的波形 则该波的 A 周期为 t 波长为8L B 周期为2 t 3 波长为8L C 周期为2 t 3 波速为12L t D 周期为 t 波长为8L t BC 解见下页 解 容易看出 8L t 0时刻 波刚传到质点1 质点1开始向下运动 说明波源的起振方向是向下的 经过时间 t第一次出现如图 b 所示的波形 由波的传播方向 t时刻质点9向上运动 故质点9不是刚起振 则该波应当刚传到质点13 可见质点1已经振动了1 5T 图 c 3T 2 t T 2 t 3 v T 12L t 05年苏锡常镇教学情况调查 一 7 7 如图所示 一列横波沿x轴传播 t0时刻波的图象如图中实线所示 经 t 0 2s 波的图象如图中虚线所示 已知其波长为2m 则下述说法中正确的是 A 若波向右传播 则波的周期可能大于2sB 若波向左传播 则波的周期可能大于0 2sC 若波向左传播 则波的波速可能小于9m sD 若波速是19m s 则波向左传播 解 2m 若波向右传播 S 0 2m n 1 10 t 0 2s n 1 10 T T 2 10n 1 2sA错 若波向左传播 S 0 2m n 9 10 t 0 2s n 9 10 T T 2 10n 9 0 2sB对 v T 10n 9 m sD对 BD 05年徐州质量检测二8 8 一列横波在x上传播 t时刻与t 0 4s时刻在x轴上0 6m区间内的波形图如图中同一条图线所示 由图可知 A 该波最大波速为10m sB 质点振动周期的最大值为0 4sC 在t 0 2s时 x 6m的质点位移为零D 若波沿x轴正方向传播 各质点刚开始振动时的方向向上 解 nT 0 4sT 0 4 n s 4mv T 10n m s t 0 2s时 波形跟如图示反相 x 6m的质点位移为零 波形限制在0 6m区间内 最前面的波形未知 D错 BC 2005年上海卷13 13 A B两列波在某时刻的波形如图所示 经过t TA时间 TA为波A的周期 两波再次出现如图波形 则两波的波速之比vA vB可能是 A 1 3 B 1 2 C 2 1 D 3 1 解 由波形图 A B 2 1 TA TB n n 1 2 3 4 5 6 v T vA vB 2 n ABC 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 t 0时刻的波形如图中实线所示 t 0 2s时刻的波形如图中虚线所示 则 A 质点P的运动方向向右B 波的周期可能为0 27sC 波的频率可能为1 25HzD 波的传播速度可能为20m s 2005年广东卷3 解 质点P的运动方向向上 y方向 A错 波长 24m t n 1 4 T 0 2s T 0 8 4n 1 sn 0 1 2 3 B错 f 4n 1 0 8Hzn 0时f 1 25HzC对 波速v T 30 4n 1 m sD错 C 一列简谐波沿一直线向左运动 当直线上某质点a向上运动到达最大位移时 a点右方相距0 15m的b点刚好向下运动到最大位移处 则这列波的波长可能是 A 0 6mB 0 3mC 0 2mD 0 1m 2004年广西卷3 解 画出波形图如图示 s n 1 2 2s 2n 1 0 3 2n 1 BD 如图 一简谐横波在x轴上传播 轴上a b两点相距12m t 0时a点为波峰 b点为波谷 t 0 5s时 a点为波谷 b点为波峰 则下列判断中正确的是 A 波一定沿x轴正方向传播B 波长可能是8mC 周期可能是0 5sD 波速一定是24m s 2004年全国卷 17 点拨 画出t 0波形图如图示 黑线 n 1 2 12 画出t 0 5s时波形图如图示 蓝线 k 1 2 T 0 5 v T 24 2k 1 2n 1 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全