沪教版高中物理选修3-4 2.3机械波的案例分析_学案3

机械波的案例分析

【学习目标】
1．掌握由于时间和空间上的周期性和传播方向的双向性引起的多解问题
2．掌握由于波形隐含导致的多解问题
3．明确波的图像和振动图像的联系，将两种图像相互参照解决问题
【学习重点】
1．掌握由于周期性和双向性引起的多解问题
2．波的图像和振动图像相互参照解决问题
【学习难点】
掌握波形隐含导致的多解问题
【学习过程】
1．明确下面两个图像的区别

2．一列简谐波沿x轴传播，在t＝0时波形如图所示，已知波速为10 m/s。则
问1．画出t＝0.1 s时波形图？




问2．画出x=2m处质点的振动图像？





【课堂探究】
探究一：波动的多解问题
例1．一列简谐横波沿x轴传播，在t1=0和t2=0.05s时刻，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：
①这列波可能的波速？
②当波速为280m／s时，波的传播方向向左还是向右？




例2．在波的传播方向上，有相距1．05m的两质点a．b，当a达正的最大位移时，b恰好在平衡位置。已知间的距离小于一个波长，波的频率为200HZ，求波的传播速度可能为（ ）
A．320m/s B．840m/s C．280m。/s D．720m/s



探究2：波动图像与振动图像结合
例3：图（a）为一列简谐横波在t=2s时的波形图，图（b）为媒质中平衡位置在x=1．5m处的质点的振动图像，P是平衡位置为x=2m的质点。下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）





A．波速为0.5m/s B．波的传播方向向右
C．0—2s时间内，P运动的路程为8cm D．0—2s时间内，P向y轴正方向运动
E。当t=7s时，P恰好回到平衡位置


【达标检测】
1．一列简谐横波在t=0时刻的波形如图中的实线所示，t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示，则该波的传播速度可能是（ ）
A．2m/s B．3m/s
C．4m/s D．5m/s
2．如图甲所示，一根张紧的水平弹性长绳上的ɑ、b两点，相距14.0m，b点在ɑ点右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若ɑ点位移达到正向极大时，b点位移恰好为零，且向下运动。经过1．00s后，a点恰好第一次回到平衡位置，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于( )
A．4．67m/s B．6m/s C．2m/s D．14m/s
3．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10．5m的a．b两处的质点振动图象如图中a．b所示，则（ ）
A．该波的振幅可能是20cm
B．该波的波长可能是8．4m
C．该波的波速可能是10．5 m/s
D．该波由a传播到b可能历时7s
4．图（a）为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1．0m处的质点，Q是平衡位置在x=4．0m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=0.10s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t=0.25s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t=0.10s到t=0.25s，该波沿x轴负方向传播了6m
D．从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm
E．质点Q简谐运动的表达式为（国际单位）

图b

图a