高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述导学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述导学案及答案，共5页。

一、波的图像
1．波的图像的画法
(1)建立坐标系，描点
用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的________________，纵坐标y表示某一时刻各质点____________________________。得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点。
(2)连线
用一条________的曲线把各点连接起来就是这一时刻________________，有时也称____________。
2．简谐波(正弦波)
(1)如果波的图像是________________，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。
(2)简谐波中各质点的振动是________________，各质点振动的振幅均________。
3．波形图与振动图像
(1)简谐波的波形图与质点的振动图像都是________________。
(2)波形图表示介质中的“各个质点”在“________________”的位移。
(3)振动图像表示介质中“某一质点”在“________________”的位移。
如图所示，观察甲、乙两个图像可知：
(1)________图为波的图像；________图为振动图像。(均选填“甲”或“乙”)
(2)甲图中M、P、Q三个点坐标的意义分别是什么？其中P点的振幅是多少？
(3)乙图中M′、P′、Q′三个点坐标的意义分别是什么？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
例1 如图所示是一列向右传播的简谐横波某一时刻的波动图像。对于图中A、B、C、D、E、F、G、H、I九个质点，下列说法中正确的是( )
A．A、C、E、F、H具有相同的位移
B．A、C速度相同，H、F速度方向相反
C．B、I振幅相同
D．aC>aB
1．某一时刻简谐波中各个质点的位移可能不同，但各个质点的振幅是相同的。
2．简谐波中的所有质点都做简谐运动，它们的周期均相同。
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________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、频率f
(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的________________叫作波的周期(或频率)。
(2)周期T和频率f的关系：f＝________。
(3)决定因素：由________决定。
(4)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于____________。
3．波速
(1)定义：机械波在________中的传播速度。
(2)决定因素：由________本身的性质决定，在不同的介质中，波速是________(选填“相同”或“不同”)的。
(3)波长、周期、频率和波速的关系：v＝eq \f(λ,T)＝________。
1．如图所示为某一波形图，介质中A、B两质点平衡位置之间的距离为5 m，波源完成一次全振动的时间为2 s。
(1)该波的波长为________ m，波的周期为________ s。
(2)波的波速为________。
(3)若该时刻此波刚好传播到B点，试画出经过2 s时的波形图。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
2．声波由空气传入水中，波的频率和波长怎样变化？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
波长的三种确定方法
(1)定义法：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。
注意：两个关键词：“振动相位总是相同”、“两个相邻质点”。“振动相位总是相同”的两质点，在波的图像上振动位移总是相同，振动速度总是相同。
(2)图像法
①在波的图像上，无论从什么位置开始，一个完整的正(余)弦曲线对应的水平距离为一个波长。
②在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。
(3)公式法：根据公式λ＝vT来确定。
例2 (2022·东莞市光明中学月考)一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示。再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为( )
A．A＝1 m f＝5 Hz
B．A＝0.5 m f＝5 Hz
C．A＝0.5 m f＝2.5 Hz
D．A＝1 m f＝2.5 Hz
例3 湖面上停着A、B两条小船，它们相距20 m。一列水波正在湖面上沿AB连线的方向由A向B传播，每条小船每分钟上下浮动20次。当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
三、质点振动方向与波传播方向的关系
1．带动法：后面质点依次重复前面质点的振动。
2．同侧法：在水平传播的波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧，如图所示
3．上下坡法：如图所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C。
4．微平移法：如图所示，实线为t时刻的波形图，作出微小时间Δt(Δt例4 简谐横波某时刻的波形如图所示，P为介质中的一个质点，波沿x轴的正方向传播。
(1)此时刻与eq \f(1,4)T时刻，质点P的速度与加速度的方向各是怎样的？
(2)经过一个周期，质点P通过的路程为多少？
(3)有同学说，由此时刻起经过eq \f(1,4)T后，质点P通过的路程为A0，你认为这种说法对吗？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
针对训练 (多选)如图所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，此时刻质点F的振动方向如图所示。则( )
A．该波向右传播
B．质点B和D的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时质点F和H的加速度相同