新教材2023_2024学年高中物理第3章机械波专题提升4振动图像与波的图像的比较机械波的多解问题课件新人教版选择性必修第一册

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第三章专题提升4　振动图像与波的图像的比较、机械波的多解问题 重难探究·能力素养全提升目录索引 学以致用·随堂检测全达标重难探究·能力素养全提升探究点一　振动图像和波的图像的比较【例1】 图甲为一列简谐横波在t=0.1 s时的波形,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,图乙为质点Q的振动图像,则(　　)A.t=0.1 s时,质点Q的速度方向向上B.该波沿x轴的负方向传播C.该波的传播速度为50 m/sD.从t=0.1 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cmB解析 由Q点的振动图像可知t=0.1 s时Q点在平衡位置,下一时刻位移为负,所以质点Q的速度方向向下,结合波形图可知该波沿x轴的负方向传播,故A错误,B正确;由题图甲可知波长为λ=8 m,由题图乙可知周期T=0.2 s,则波速为v= =40 m/s,故C错误;从t=0.1 s到t=0.25 s的时间Δt=0.15 s= T,而P点不在平衡位置,也不在波峰或波谷处,所以P点运动的路程不是3A=30 cm,故D错误。方法技巧　振动图像和波的图像的异同点 对点演练1.(多选)一简谐横波沿x轴传播,图甲是t=0时刻的波形,图乙是介质中质点P的振动图像,下列说法不正确的是(　　)A.该波沿x轴负方向传播B.该波的波速为1.25 m/sC.t=2 s时,P的速度最大,加速度最小D.在t=0到t=10 s的时间内,P沿传播方向运动2 mBD解析 由题图乙可知,在t=0时质点P向上运动,结合题图甲可知该波沿x轴负方向传播,故A正确,不符合题意;由题图甲知波长为λ=4 m,由题图乙知周期为T=4 s,则波速为 =1 m/s,故B错误,符合题意;因为t=2 s= ,所以t=2 s时,P位于平衡位置,速度最大,加速度最小,故C正确,不符合题意;在简谐横波传播过程中,介质中的质点不随波向前迁移,则在t=0到t=10 s的时间内,P只上下振动,不沿传播方向运动,故D错误,符合题意。探究点二　机械波的多解问题【例2】 一列简谐横波图像如图所示,t1时刻的波形如图中实线所示,t2时刻的波形如图中虚线所示,已知Δt=t2-t1=0.5 s,问:(1)这列波的可能波速的表达式?(2)若波向左传播,且3T<Δt<4T,波速多大?(3)若波速v=68 m/s,则波向哪个方向传播? 答案 见解析 (2)明确了波的传播方向,并限定3T<Δt<4T,设此时间内波传播距离为s,则有3λ