新教材同步系列2024春高中物理第3章機(jī)械波章末綜合提升學(xué)生用書粵教版選擇性必修第一冊

第3章機(jī)械波主題1波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動方向的關(guān)系判斷質(zhì)點(diǎn)振動方向的方法．圖像方法(1)微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D像進(jìn)行一微小平移，然后由兩條波形曲線來判斷．例如：波沿x軸正方向傳播，t時刻波形曲線如圖中實線所示，將其沿v的方向移動一微小距離Δx，獲得如圖中虛線所示的圖線可以判定：t時刻質(zhì)點(diǎn)A振動方向向下，質(zhì)點(diǎn)B振動方向向上，質(zhì)點(diǎn)C振動方向向下(2)“上、下坡”法：沿著波的傳播方向看，上坡的點(diǎn)向下振動，下坡的點(diǎn)向上振動，即“上坡下、下坡上”例如：圖中A點(diǎn)向上振動，B點(diǎn)向下振動，C點(diǎn)向上振動(3)逆向描跡法：逆著波的傳播方向用鉛筆描波形曲線，筆頭向上動，質(zhì)點(diǎn)的振動方向向上，筆頭向下動，質(zhì)點(diǎn)的振動方向就向下(4)同側(cè)法：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在波的圖像的同一側(cè)【典例1】一列沿x軸正方向傳播的簡諧機(jī)械橫波，波速為4m/s.某時刻波形如圖所示，下列說法正確的是()A．這列波的振幅為4cmB．這列波的周期為1sC．此時x＝4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動D．此時x＝4m處質(zhì)點(diǎn)的加速度為0[聽課記錄]主題2波的圖像與振動圖像的綜合應(yīng)用求解波動圖像與振動圖像綜合類問題可采用“一分、一看、二找”的方法．1．分清振動圖像與波動圖像．此問題最簡單，只要看清橫坐標(biāo)即可，橫坐標(biāo)為x則為波動圖像，橫坐標(biāo)為t則為振動圖像．2．看清橫、縱坐標(biāo)的單位，尤其要注意單位前的數(shù)量級．3．找準(zhǔn)波動圖像對應(yīng)的時刻．4．找準(zhǔn)振動圖像對應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)．【典例2】(多選)圖甲為一列簡諧橫波在t＝0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x＝1m處的質(zhì)點(diǎn)，Q是平衡位置為x＝4m處的質(zhì)點(diǎn)，如圖乙為質(zhì)點(diǎn)Q的振動圖像，則()A．t＝0.15s時，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度達(dá)到正向最大B．t＝0.15s時，質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動方向沿y軸負(fù)方向C．從t＝0.10s到t＝0.25s，該波沿x軸正方向傳播了6mD．從t＝0.10s到t＝0.25s，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程為30cm[聽課記錄]主題3波的多解問題波動圖像的多解涉及：1．波的空間的周期性．相距為波長整數(shù)倍的多個質(zhì)點(diǎn)振動情況完全相同．2．波的時間的周期性．波在傳播過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時，其波的圖像相同．3．波的雙向性．4．介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的距離與波長關(guān)系未定．在波的傳播方向上，如果兩個質(zhì)點(diǎn)間的距離不確定，就會形成多解，解題時若不能聯(lián)想到所有可能情況，易出現(xiàn)漏解．5．介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向未定．在波的傳播過程中，若某一質(zhì)點(diǎn)振動方向未確定，則波的傳播方向有兩種．波源的振動要帶動它左、右相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動，波要向左、右兩方向傳播．波在介質(zhì)中左、右同時傳播時，關(guān)于波源對稱的左、右兩質(zhì)點(diǎn)振動情況完全相同．【典例3】如圖所示，實線表示t時刻的波形曲線，虛線表示經(jīng)過時間Δt時的波形曲線．已知波長為λ，試求波的傳播速度．[聽課記錄]解決波的多解問題的一般思路(1)首先考慮雙向性，若題目未告知波的傳播方向或沒有其他條件暗示，應(yīng)首先按波傳播的可能性進(jìn)行討論．(2)對設(shè)定的傳播方向，確定Δt和T的關(guān)系，一般先確定最簡單的情況，即一個周期內(nèi)的情況，然后在此基礎(chǔ)上加nT.(3)應(yīng)注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時間Δt大于或小于一個周期等，所以解題時應(yīng)綜合考慮，加強(qiáng)多解意識，認(rèn)真分析題意．(4)空間的周期性與時間的周期性是一致的，實質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應(yīng)用，所以應(yīng)用時我們可以針對不同題目選擇其中一種方法求解．章末綜合提升典例1D[由題圖可得，這列波的振幅為2cm，A錯誤；由題圖得，波長λ＝8m，由T＝λv得T＝2s，B錯誤；由波動與振動的關(guān)系得，此時x＝4m處質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動，且此質(zhì)點(diǎn)正處在平衡位置，故加速度a＝0，C錯誤，D正確．典例2AB[由圖乙可知，t＝0.15s時，質(zhì)點(diǎn)Q在負(fù)向最大位移處，加速度達(dá)到正向最大，故A正確；t＝0.10s時，Q點(diǎn)正向y軸的負(fù)向運(yùn)動，則知波沿x軸負(fù)方向傳播，此時P點(diǎn)沿y軸向正向最大位移處運(yùn)動．t＝0.15s時，即經(jīng)過Δt＝0.05s＝T4，P點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，故B正確；從0.10s到0.25s，在Δt＝0.15s＝34T內(nèi)，波沿x軸負(fù)方向傳播34λ＝6m．在t＝0.10s時，質(zhì)點(diǎn)P處在平衡位置和最大位移處之間，經(jīng)過34T時，通過的路程不等于3倍振幅，故C、典例3解析：此題沒有給定波的傳播距離，由實線波形和虛線波形相比較，在Δt時間內(nèi)，波向右傳播的距離可能是λ4、5λ4、9λ4、…，即n+14λ(n＝0，1則可以求出波的傳播速度是一個通解