2020年南通地区高二物理振动图象和波动图象导学案 新课标 人教版 选修3-4

2020年南通地区高二物理振动图象和波动图象导学案 新课标 人教版 选修3-4

高二物理振动图象和波动图象导学案 ‎ ‎【问题提出】识别：下列四幅图中哪几幅表示振动图象？ 哪几幅表示波动图象？‎ ‎ .‎ ‎【问题分析】‎ 一. 波动图象与振动图象的区别：‎ ‎1.坐标轴所表示的物理量：‎ 波动图象中的横轴x表示介质中各个质点振动的平衡位置，纵轴y表示某个时刻各个质点振动的位移；振动图象的横轴t表示一个振动质点振动的时间，纵轴x表示这个质点振动时各个不同时刻的位移。‎ ‎2.从图象的物理意义方面进行区别：‎ ‎ 波的图象描述的是某一时刻介质中各个质点的位移情况；振动图象描述的是一个振动质点在不同时刻的位移情况。‎ ‎3.从图象的变化上区别：‎ 波动图象随着时间的改变而改变，‎ ‎（假如再过T/4后）如图甲所示；‎ 振动图象是随着时间的延长而延伸的，‎ 原有的部分不再改变，如图乙所示。‎ 二、波动图象与振动图象的比较 ‎ 项目 振动图像 波的图像 图象 研究对象 研究内容 物理意义 周期性 由图直接读出 运动特点 三、几类问题 ‎1、已知波的传播方向，确定质点振动的方向 ‎[微平移法]‎ 根据波的传播方向，作出经微小时间Δt后的波形（只需将整个波形沿波的传播方向作微小的平移），据新波形可知Δt时间后该质点的新位置，从而可以确定该质点此刻的振动方向。‎ 练习1、如图所示为一列向右传播的简谐波的波形图，求：‎ 图中A、B、C、D、E各质点的振动情况 ‎2、已知质点振动的方向，确定波的传播方向 ‎[微平移法]‎ 根据质点振动的方向，作出经微小时间Δt后的波形（只需将整个波形作微小的平移），据新波形确定波的传播方向 练习2、如图所示为简谐波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，由此可断定（ ）‎ A.向右传播，且此时质点B正向上运动 B.向右传播，且此时质点C正向下运动 C.向左传播，且此时质点D正向上运动 D.向左传播，且此时质点E正向下运动 讨论：判断横波的传播方向或质元的振动方向你还有哪些方法？‎ ‎（如：前后质点带动法，特殊点参考法，上下坡法，同侧法等）‎ ‎3、根据某一时刻的波动图象和波传播的方向， 作出另一时刻的波动图象 ‎[微平移法]‎ 由Δs=vΔt或Δs=λΔt/T，先计算出在Δt 时间内波传播的距离，再将原波形图在波传播的方向上平移Δs即得。‎ 注意：若Δs大于波长λ，即Δs= nλ+Δx (n为整数)，由于波动的周期性，只需移动Δs中小于波长的距离Δx，即“去整留零”处理。‎ 例2：如图所示为一列简谐波在某一时刻波的图象，若波向右传播的速度V=‎0.02m/s,‎ ‎(1)求经过4.5s波向前传播的距离 ‎(2)画出经过4.5s后的波形图，‎ ‎4、振动图象和波动图象的相互转化问题 例3．一列简谐横波沿X轴正方向传播，图1是t=0时刻的波形图，图2是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)，则图2可能是图1中哪个质点的振动图线：（ ）‎ A．x=0处的质点 B．x=‎2m处的质点 C．x=‎4m处的质点 D．x=‎6m处的质点 ‎5、波的双向性和振动的周期性引起的多解问题 双向性 时间上周期性 空间上周期性 例4：一列简谐横波如图所示，t1时刻的波形为图中实线所示，t2时刻如图中虚线所示，已知Δt= t2- t1=0.5s，问：‎ ‎(1)这列波的传播速度是多少？‎ ‎(2)若波向左传播，且3T<Δt<4T，波速多大？‎ ‎(3)若波速v=‎68m/s，则波向哪个方向传播？‎ 例5：一列简谐波沿X轴传播，在此传播方向上有相距L＝‎6m的A、B两点，某一个时刻A点在正位移最大值处，而B点恰好在平衡位置并向上运动，求 ‎（1）这列波的波长λ 练3、如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传播到x=‎5m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法中正确的（ ）‎ A、这列波的波长是‎5 m B、这列波的传播速度是‎10 m/s C、质点Q（x=‎9m）经过0.5 s才第一次到达波峰 D、M点以后各质点开始振动时的方向都是向下 练4、一列简谐横波沿X轴正方向传播，图1是t=2s时刻的波形图，图2是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)，则图2可能是图1中哪个质点的振动图线：（ ）‎ A．x=0处的质点 B．x=‎2m处的质点 C．x=‎4m处的质点 D．x=‎6m处的质点 ‎