3.2.2 波的描述 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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3.2.2 波的描述 导学案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册

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3.2-2 波的描述(2)导学案
【课标呈现】理解波速、周期和频率的关系
【学习目标】
1. 掌握分析解决波的多解问题。
2. 理解区分振动图像和波的图像,解决两者相关联的问题。
【重点】区分振动图像和波的图像,解决两者相关联的问题。
【难点】分析解决波的多解问题
【自主学习 复习导入】
1.波的周期(频率)等于 ;
2.波传播一个周期,波形沿传播方向平移 ;
3.波的传播速度 ,或 。
【合作探究 精讲释疑】
探究一、简谐振动图像和简谐波的波动图像
例1、(多选)图a为一列简谐横波在t=0.10 s时刻的波形图,P是平衡位置在x=1.0 m处的质点,Q是平衡位置在x=4.0 m处的质点;图b为质点Q的振动图像,下列说法正确的是(  )
A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动
B.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向传播了6 m
C.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P通过的路程为30 cm
D.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt(m)
总结:
探究二、不同时刻波形图的定量分析
1、Δt时间后波形图的画法
例2、已知波速为1m/s。
⑴若波向x轴正向传播,请在右图中画出:
用虚线画出3s后的波形图
用黑色笔画出7s后的波形图
用红笔画出103s后的波形图
⑵若波向x轴负向传播,请在右图中用蓝色笔画出1s后的波形图
⑶在⑴⑵问中你用什么方法画出的各时刻波的图像?请在下图中用另外一种方法画出11s后的波形图(用红笔画)
总结:
2、波还未传播到某质点处的问题
例3、一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动,在绳上形成一列简谐波,如图所示。求:
⑴若从波传到平衡位置在x=1 m处的M质点时开始计时,那么经过的时间Δt等于多少时,平衡位置在x=4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置?
⑵在图中准确画出当时弹性绳上的波形。
总结:
探究二、波的多解问题
1.波传播方向的不确定造成的多解
例4、图中实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.1s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向?
2.时间的周期性造成的多解
例5、图中实线为t=0时刻的波形图,虚线为另一时刻的波形图。
已知波的周期为T,波长为λ。
若波向x轴正向传播。据此求出波的传播距离和时间。
⑵若波向x轴负向传播。据此求出波的传播距离和时间。
例6、一列横波在x轴上传播,在t1=0时刻波形如图中实线所示,t2=0.05s时刻波形如图中虚线所示。
(1)由波形曲线读出这列波的振幅和波长;
(2)求出此列波的周期和波速;
(3)求出此列波的最小波速是多少?方向如何?
例7、 一列在x轴上传播的简谐波,在x1=10 cm和x2=110 cm处的两个质点的振动图像如图所示,求这列简谐波的波长
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1.质点O振动形成的简谐横波沿x轴方向传播,t=0时刻的波形图如图甲所示,在x=4m处的质点P的振动图像如图乙所示,则(  )
A.该波的频率为0.25Hz
B.该波的传播速度为200m/s
C.该波沿x轴负向传播
D.经过0.1s质点P沿x轴负向传播20m
2.一列简谐横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab=6 m的两质点,t=0时,b质点正好振动到最高点,而a质点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25 Hz,设质点a、b在x轴上的距离大于一个波长,试求出该波的波速。

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