鲁科版高中物理选择性必修第一册第3章机械波章末综合提升学案

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这是一份鲁科版高中物理选择性必修第一册第3章机械波章末综合提升学案，共5页。

第3章机械波

主题1　波的传播方向与质点振动方向的

关系

判断质点振动方向的方法

图像	方法
	(1)微平移法：沿波的传播方向将波的图像进行一微小平移，然后由两条波形曲线来判断．例如：波沿x轴正方向传播，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．
	(2)“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．
	(3)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．
	(4)同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图像的同一侧．如图所示．

【典例1】　一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波，波速为4 m/s．某时刻波形如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．这列波的振幅为4 cm

B．这列波的周期为1 s

C．此时x＝4 m处质点沿y轴负方向运动

D．此时x＝4 m处质点的加速度为0

D　[由题图可得，这列波的振幅为2 cm，选项A错误；由题图得，波长λ＝8 m，由T＝得T＝2 s，选项B错误；由波动与振动的关系得，此时x＝4 m处质点沿y轴正方向运动，且此质点正处在平衡位置，故加速度a＝0，选项C错误，选项D正确．]

主题2　波的图像与振动图像的综合应用

求解波动图像与振动图像综合类问题可采用“一分、一看、二找”的方法．

1．分清振动图像与波动图像．此问题最简单，只要看清横坐标即可，横坐标为x则为波动图像，横坐标为t则为振动图像．

2．看清横、纵坐标的单位，尤其要注意单位前的数量级．

3．找准波动图像对应的时刻．

4．找准振动图像对应的质点．

【典例2】　(多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，如图乙为质点Q的振动图像，则(　　)

甲　　　　　　　　　乙

A．t＝0.15 s时，质点Q的加速度达到正向最大

B．t＝0.15 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向

C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴正方向传播了6 m

D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm

AB　[由图乙可知，t＝0.15 s时，质点Q在负向最大位移处，加速度达到正向最大，故A对；t＝0.10 s时，Q点正向y轴的负向运动，则知波沿x轴负方向传播，此时P点沿y轴向正向最大位移处运动．t＝0.15 s时，即经过Δt＝0.05 s＝，P点沿y轴负方向运动，故B对；从0.10 s到0.25 s，在Δt＝0.15 s＝T内，波沿x轴负方向传播了λ＝6 m．在t＝0.10 s时，质点P处在平衡位置和最大位移处之间，经过T时，通过的路程不等于3倍振幅，故C、D错．]

在波动图像与振动图像相互转换的问题上，关键是明确表示波动和振动的物理量，如λ，v，T，A，f等，以及质点的振动方向，只有这样才能顺利解决问题．

主题3　波的多解问题

波动图像的多解涉及：

1．波的空间的周期性

相距为波长整数倍的多个质点振动情况完全相同．

2．波的时间的周期性

波在传播过程中，经过整数倍周期时，其波的图像相同．

3．波的双向性．

4．介质中两质点间的距离与波长关系未定

在波的传播方向上，如果两个质点间的距离不确定，就会形成多解，解题时若不能联想到所有可能情况，易出现漏解．

5．介质中质点的振动方向未定

在波的传播过程中，若某一质点振动方向未确定，则波的传播方向有两种．波源的振动要带动它左、右相邻质点的振动，波要向左、右两方向传播．波在介质中左、右同时传播时，关于波源对称的左、右两质点振动情况完全相同．