选择性必修 第一册2 波的描述学案及答案

高中物理选择性必修一

第三章   机械波

2 波的描述

1.物理观念：理解波长、频率和波速的含义

2.科学思维：知道波的图像的物理意义，能正确区分波的图像与振动图像，能从波的图像中读取相关信息来解决问题。

知识点一　波的图像

2．波的图像的物理意义

波的图像描述的是某一时刻，沿波的传播方向的各个质点偏离        的位移。

3．简谐波

波形图像是       ，这样的波叫作正弦波，也称为简谐波。简谐波在传播时，介质中各质点在做        。

4．波的图像与振动图像的区别

(1)波的图像表示介质中的“各个质点”在“      ”的位移。类似于生活中的“照相”。

(2)振动图像表示介质中的“某一质点”在“       ”的位移。类似于生活中的“录像”。

知识点二　波长、频率和波速

1．波长λ

(1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个    质点间的距离。

(2)特征

①在横波中，两个相邻     或两个相邻

         之间的距离等于波长。

②在纵波中，两个相邻    或两个相邻

      之间的距离等于波长。

2．周期T或频率f

(1)定义：在波动中，各个质点的振动周期或频率是    的，都等于    的振动周期或频率，这个周期或频率叫作波的周期或频率。

(2)周期与波长的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离    一个波长λ。

3．波速

(1)定义：机械波在     中的传播速度。

(2)公式：v＝＝     。

(3)决定因素：机械波的波速由    本身的性质决定，在不同的介质中，波速是    的。

类型一   对波的图像的理解及应用

例1：一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。t＝时(　　)

A．质点a的速度方向沿y轴负方向

B．质点b沿x轴正方向迁移了1 m

C．质点c的加速度为零

D．质点d的位移为－5 cm

练1：一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则(　　)

A．此刻a的加速度最小

B．此刻b的速度最小

C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动

D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置

类型二    对波长、周期和频率、波速的理解

例2：如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x轴上有P、M、Q三点，从波传到x＝5 m的M点时开始计时，已知t1＝0.7  s时M点第二次出现波峰，求：

(1)这列波传播的速度；

(2)从t＝0时刻起到t2＝1  s止，质点Q(x＝9 m)通过的路程。

练2：1．下列关于机械波的公式v＝λf的说法中正确的是(　　)

A．v＝λf适用于一切波

B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大

C．v、λ、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λ

D．由v＝λf知，波长为4 m的声波的传播速度是波长为2 m的声波的2倍

例3、一列简谐横波在t＝1.0  s时刻的波形图如图所示。已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.2  s，则以下说法错误的是(　　)

A．这列波的波速为10 m/s

B．这列波的频率为2.5  Hz

C．这列波沿x轴正方向传播

D．该时刻质点P正沿y轴负方向运动

课堂训练

1.关于振动图像和波的图像，以下说法正确的是(      )

A.波的图像反映出很多质点在不同时刻的位移

B.通过波的图像可以找出任一质点在任一时刻的位移

C.从振动图像中可以找出很多质点在任一时刻的位移

D.两种图像的纵坐标都表示质点离开平衡位置的位移

2.（多选）一列简谐横波某时刻的波形如图所示。由图可知(      )

A.若质点a 向上运动，则波是从左向右传播的

B.若质点b 向下运动，则波是从左向右传播的

C.若波从右向左传播，则质点c 向下运动

D.若波从右向左传播，则质点d 向上运动

3.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图， 、 两质点的横坐标分别为 和 ，图乙为质点 从该时刻开始计时的振动图像。下列说法正确的是(      )

A.该波沿 方向传播，波速为

B.质点 经 经过的路程为

C.此时刻质点 的速度沿 方向

D.质点 在 时速度为零

4．一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示 时刻的波形图，求：

（1）该简谐横波的振幅与波长；

（2）若 ，波速可能的大小（ 为周期）。