第3章 波的多解问题(共23张PPT)高二物理人教版（2019）选择性必修1课件

(共23张PPT)
DISANZHANG
第三章
波的多解问题
学习目标
1.会分析计算传播方向的不确定性引起的多解问题(重点)。
2.会分析计算时间间隔Δt与周期T的不确定性引起的多解问题(重点)。
3.会分析计算距离Δx与波长λ的不确定性引起的多解问题(重点)。
目标一
波的传播方向的不
确定性引起的多解
已知某时刻波形图，波沿不同方向传播，同一质点的振动规律往往不同，如波形图中的P点，若波沿x轴正方向传播，P点正在向上振动，若波沿x轴负方向传播，P点正在向下振动，因此没有指明波的传播方向，就要讨论两个传播方向的可能性。
观察与思考
1.(2021·全国乙卷)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。
导 练
0.5
0.4
1.2
目标二
时间间隔与周期的
不确定性引起的多解
简谐机械波具有周期性，相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全重合，时间间隔Δt与周期T的关系不明确会造成多解。
观察与思考
2.如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0和t′＝0.06 s时刻的波形。已知在t＝0时刻，x＝0.3 m处的质点向y轴正方向运动。
导 练
(1)判断该波的传播方向；
答案　沿x轴正方向传播
t＝0时刻，x＝0.3 m处质点向y轴正方向运动，由“同侧法”知该波沿x轴正方向传播。
(2)求该波的最小频率；
答案　12.5 Hz
(3)若3T<0.06 s<4T，求该波的波速。
答案　75 m/s
若3T<0.06 s<4T，则有
可得T＝0.016 s
3.(多选)(2023·天津市期末)如图所示，实线是简谐横波在t1＝0时刻的波形图，虚线是在t2＝0.2 s时刻的波形图。下列说法正确的是
A.在t1到t2时间内，x＝1 m处的质点可能沿x轴正方向运动了1 m
C.若波速为25 m/s，则波沿x轴正方向传播
D.若波速为65 m/s，则x＝3 m处的质点N在t1时刻沿y轴负方向振动
√
√
√
质点只能在平衡位置附近上下振动，不随波迁移，选项A错误；
目标三
波的传播距离与波长的不确定性引起的多解
将某一波形沿波的传播方向平移波长的整数倍距离，平移后的波形与原波形完全重合，若题中没有给定传播距离Δx与波长λ的确切关系，则会引起答案的不确定性。
观察与思考
4.(2023·四川遂宁市期末)一列简谐横波沿直线方向由a向b传播，a、b两质点的平衡位置相距3 m，a、b两质点的振动图像如图所示。则该波的传播速度大小可能为
A.2.0 m/s B.1.5 m/s
C.1.0 m/s D.0.5 m/s
√
导 练
根据图像可知，t＝0时刻，a质点位于平衡位置向上振动，b质点位于波峰，又由于简谐横波沿直线方向由a向b传播，画出a、b间的波形图，如图，
5.(2023·浙江宁波市期末)浅层水波可视作简谐横波，如图乙所示A、B两点为沿波源向外的一条直线上相距d＝0.15 m的两点，已知波源的振动周期为0.2 s，A点在振动的最高点，B点在平衡位置。则下列选项判断正确的是
A.水波的波长最大为0.2 m
B.若B点向上振动，则水波传播的最大速度为3 m/s
C.若B点向下振动，则水波传播的最小速度为1 m/s
D.质点B刚振动时，速度向右
√
波长与波速可以无限趋近零，故C错误；
质点B刚振动时，速度方向与AB直线垂直，D错误。
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，应首先按波的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。
总结提升