人教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波习题课2振动图像与波动图像波的多解问题课件

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习题课2　振动图像与波动图像　波的多解问题[知识贯通]振动图像与波动图像的比较续表续表[集训联通][典例1]　渔船上的声呐利用超声波来探测远方鱼群的方位。某渔船发出的一列超声波在t＝0时的波动图像如图1所示，图2为质点P的振动图像，则 (　　)A．该波的波速为1.5 m/sB．该波沿x轴负方向传播C．0～1 s时间内，质点P沿x轴运动了1.5 mD．0～1 s时间内，质点P运动的路程为2 m[答案]　D[规律方法]解决y-t和y-x图像综合问题，关键要明确两点：一是y-t图像描述的是哪个质点的振动；二是y-x图像是哪一时刻的图像，然后根据y-t图像确定这一时刻该点的位移和振动方向，最后根据y-x图像确定波的传播方向。　　　[即时训练]1．质点A做简谐运动，其振动图像和t＝1.6 s时刻的波动图像如图所示，则下列说法正确的是 (　　)A．质点A向上运动，波向左传播B．质点A向上运动，波向右传播C．质点A向下运动，波向左传播D．质点A向下运动，波向右传播解析：由振动图像可知t＝1.6 s时，质点A向上振动，根据“上坡下，下坡上”，可确定A点处于波的图像的下坡，则波应沿x轴正方向传播，故B项正确。答案：B　答案：CD　3.(2022·山东等级考)[多选]一列简谐横波沿x轴传播，平衡位置位 于坐标原点O的质点振动图像如右图所示。当t＝7 s时，简谐波 的波动图像可能正确的是 (　　)答案：AC　[知识贯通]1．造成波动问题多解的主要因素(1)周期性时间周期性：相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同，时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解。空间周期性：沿传播方向上，相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同，质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解。(2)双向性对给定的波形图，波的传播方向不同，质点的振动方向也不同，反之亦然。传播方向双向性：波的传播方向不确定。振动方向双向性：质点振动方向不确定。波的多解问题2．波动问题的几种可能性(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能。(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿x轴正方向和x轴负方向两个方向传播的可能。(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等。[集训联通][典例2]　实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06 s时刻的波形图。已知在t＝0时刻，x＝1.5 m处的质点沿y轴正方向运动。(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率。[答案]　(1)沿x轴正方向　(2)12.5 Hz[规律方法]解决波的多解问题的一般思路(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播方向的可能性进行讨论。(2)对设定的传播方向，首先确定Δt和T(或确定Δx和λ)的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内(或一个波长内)的情况，然后在此基础上加nT(或nλ)。(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt大于或小于一个周期等，所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意。　　　 [即时训练]1．图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线。经过0.3 s后，其波形图曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于0.3 s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为________m/s，周期为________s；若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为________s。答案：0.5　0.4　1.22．一列简谐横波在x轴上传播，在t1＝0和t2＝0.05 s时，其波形分别用如图所示的实线和虚线表示，求：(1)这列波可能具有的波速；(2)当波速为280 m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x＝8 m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？答案：见解析