高二物理机械波图像描述.ppt

机械波图像描述 习题课课 前 热 身能力·思维·方法延伸·拓展要点·疑点·考点1.横波的传播方向与质点振动方向的 关系.已知波的传播方向，判断某一质点 的振动方向，或反过来由某一质点振 动方向判断波的传播方向，方法互逆 ，主要有两种：要点·疑点·考点(1)波形平移法：将原波形(图7-4-1中实线)沿 波的传播方向平移/4(图7-4-1中虚线)，则某 一质点的运动方向就由实线上的位置指向虚线 上对应位置的方向，图中A、B、C各点运动方 向如图所示:图7-4-1要点·疑点·考点(2)“上下坡法”：沿着波的传播方向走波形状“ 山路”，从“谷”到“峰”的上坡阶段上各点都是 向下运动的，从“峰”到“谷”的下坡阶段上各点 都是向上运动的，即“上坡下，下坡上”，图中 A、B点即为“下坡上”；C点为“上坡下”.其中方法(1)有助理解，方法(2)简捷.要点·疑点·考点2.已知波速v和某一时刻波形，画出再经△t时 间的波形图，方法有二：(1)平移法：先算出经△t时间波传播的距离 △x=v·△t，再把波形沿波的传播方向平移△x 即可.因为波动图像的重复性，若已知波长， 则波形平移n时波形不变，当△x=n+x时， 可采取去整(n留0(x)的方法，只需平移x即 可.要点·疑点·考点(2)特殊点方法：在波形上找两特殊点，如 过平衡位置的点和与它们相邻的峰(谷)点， 先确定这两点的振动方向，再将Δt换算为 nT+xT，其中n为正整数，T为周期，x为真分 数.由于经nT波形不变，所以也采取去整(nT) 留0(xT)的方法，分别做出两特殊点经xT后的 位置，然后按正弦规律画出新波形.要点·疑点·考点3.已知振幅A和周期T，求振动质点在△t时间内 的路程和位移求振动质点△t时间内的路程和位移，由于牵 涉质点的初始状态，需用正弦函数，较复杂；但 △t若为半周期T/2的整数倍则很容易.在半周期内质点的路程为2A，若△t=n· T/2， n=1,2,3……则路程s=2A·n，当质点的初始位移( 相对平衡位置)为x0时，经T/2的奇数倍时位移为 -x0，经T/2的偶数倍时位移仍为x0.要点·疑点·考点4.波动问题中的多解性主要考虑：(1)波的空间上周期性，即沿波的传播方向 相距为波长整数倍的多个质点的振动情况完全 相同.(2)波的时间上周期性，即波在传播过程中 ，经过整数倍周期时，其波形图线相同.(3)波的传播方向的双向性，同样两个时刻 的波形，向左和向右传播所平移的距离是不同 的，如图7-4-1中的两个时刻波形，若向左传 播，则这段时间内波形平移(1/4+n)个波长； 若向左传播则这段时间传播(3/4+n)个波长.课 前 热 身1.一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波 形如图7-4-2所示，则图中a、b、c、d四点在 此时刻具有相同运动方向的是(A)①a和c ②a和d ③b和c ④b和dA.②③ B.②④ C.①④ D.③④图7-4-2课 前 热 身2.如图7-4-3实线表示t1时刻波形曲线，虚线为 t2=t1+0.5s时刻的波形曲线，则波传播的速度可 能为(D)A.2m/s B.4m/s C.8m/s D.12m/s图7-4-3课 前 热 身3.关于振动图像和波的图像以下正确的是(B)①波的图像反映出各个质点在同一时刻的位移②通过波的图像可以找出任一质点、任一时刻 的位移③振动图像的横轴是时间轴④y轴都表示质点离开平衡位置的位移A.①②④ B.①③④C.②③④ D.①②③课 前 热 身4.如图7-4-4为一列横波某时刻的波的图像 ，已知波向右传播，则下列叙述正确的是 (C)图7-4-4课 前 热 身①经过半个周期，C点将运动到E点处②M点和P点的振动情况完全相同③A点比F点先达到最低位置④B、D两点的振动步调相反A.①②③ B.①②④C.②③④ D.①③④能力·思维·方法【例1】如图7-4-5为一简谐横波的波形图，已 知B质点先于A质点0.08s到达波峰，由此可知 波的传播方向是 ，波的传播速度为 .图7-4-5能力·思维·方法【解析】(1)由图7-4-5，B质点此刻在波谷位置 ，下一时刻质点B将向上振动，则A质点此刻只 有向下运动才会有B质点先于A质点到波峰位置 .A质点向下运动，则A质点处于波形图“上坡”位 置上，要“上坡”，只能是从右向左，所以波的传 播方向是从右向左.(2)A、B质点相距/4，所以A、B两质点振动 时间相差△t=T/4，即△t=T/4=0.08s,T=0.32s ，=8m，由波速公式v=/t，得v=8/0.32=25(m/s).能力·思维·方法【解题回顾】从波的图像上分析出各个 质点的振动过程并加以比较这是分析振 动和波的综合问题的基本方法.能力·思维·方法【例2】图7-4-6是一列简谐横波在t=0时 的波动图像.波的传播速度为2m/s，则从 t=0到t1=2.5s的时间内，质点M通过的路 程是 m，位移是 m.图7-4-6能力·思维·方法【解析】由波的图像，可直接读出波长为 0.4m，振幅为5cm.由波的传播方向沿x轴正方 向，可判断此时刻M点正通过平衡位置向y轴 正方向运动.=0.4m，v=2m/s，△t=2.5s，A=5cm， 所以T=/v=0.4/2=0.2s，△t=2.5/0.2T=12.5T.M点通过的路程s=12.5×4A=250cm=2.5m.经过12个周期M点回到原位置，再经半个周 期仍回到原位置，位移为0.能力·思维·方法【解题回顾】在波动过程中，所有质点都 在自身的平衡位置附近振动，并不随波迁 移.在解题时要将质点的路程、速率和波的 传播路程、速率区分开.能力·思维·方法【例3】如图7-4-7(甲)中有一条均匀的绳，1、2 、3、4、…是绳上一系列等间隔的点.现有一列简 谐横波沿此绳传播.某时刻，绳上9、10、11、12 四点的位置和运动方向如图乙所示(其他点的运动 情况未画出)，其中点12的位移为0， 向上运动， 点9的位移达到最大值.能力·思维·方法试在图丙中画出再经过3/4周期时点3、4、5 、6的位置和速度方向，其他点不必画.(图 丙的横、纵坐标与图甲、乙完全相同)能力·思维·方法【解析】首先在图7-4-7(乙)中把该波形图补画 出3、4、5、6各质点的位置如图7-4-7(丁)中所 示，由图中点12的位移为0速度方向向上，则可 确定这列波向右传播，根据平移法，该波向右平 移3/4λ等效于向左平移1/4λ再画出经3/4T后的波 形图，如图7-4-7(丁)中虚线所示，并在虚线中 标出3、4、5、6四个质点的位置并根据波向右传 播确定质点的运动方向，如图7-4-7(丁)所示.图7-4-7(丁)能力·思维·方法【解题回顾】此题在确定图7-4-7(乙)中3、4 、5、6各质点的位置后，也可用特殊质点法 确定经3/4周期后的波形图，请同学们试试看 .能力·思维·方法【例4】如图7-4-8所示，S点是波源，振动频率 f=100Hz，波向右传播波速v=8m/s，在传播过程 中经过P、Q两点，已知SP=4.2m、SQ=5.4m.(1)在某一时刻t，当S点通过平衡位置向上运动 时，P点和Q点是处于波峰，还是处于波谷，或 者处于其他位置?(2)取t为时间的起点，分别作出P、Q两点的振 动图线.能力·思维·方法【解析】(1)在t时刻，S点通过平衡位置的波形 可能有两种，如图7-4-9所示.根据波的传播方 向与振动方向的关系，由S点向上运动可得实线 的波合题意.由v=·f 得=v/f=80/100m=0.8m，则有SP=4.2m=5+1/4，SQ=5.4m=6+3/4图7-4-9能力·思维·方法由于波的空间周期性，在t时刻，P点与R点振 动情况相同，所以P点在波谷，同样，Q点与J点 振动情况相同，所以Q点在波峰.(2)P、Q两点的振动图线如图7-4-10所示.图7-4-10能力·思维·方法【解题回顾】解答中如果准确地把波 形图线画到P点和Q点，当然可以判断 ，但没有必要这样做，因为波形具有 周期性，常运用去整留0的方法加以分 析判断.延伸·拓展【例5】一列横波在x轴上传播，t1=0和t2=0.005s 时的波形如图7-4-13所示的实线和虚线.(1)设周期大于(t2-t1)，求波速.(2)设周期小于(t2-t1) ，并且波速为6000m/s，求 波的传播方向.图7-4-13延伸·拓展【解析】当波的传播时间小于周期时，波沿传 播方向前进的距离小于一个波长，当波传播的 时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大 于波长.(1)因△t=((t2-t1))＜T，所以波传播的距离 可以直接由图读出.若波向右传播，则在0.005s内传播了2m，故 波速为v=2m/0.005s=400m/s；若波向左传播，则在0.005s内传播了6m，故 波速为v=6m/0.005s=1200m/s.延伸·拓展(2)因((t2-t1))＞T，所以波传播的距离 大于一个波长，在0.005s内传播的距离为△x=vt=6000×0.005m=30m，△x/=30/8=15/4，即△x=3+3/4因此，可得波的传播方向沿x轴的负方向.延伸·拓展【解题回顾】(1)上述在周期大于((t2-t1)) 的条件下，得到的波速400m/s和1200m/s两个 速度，是向右和向左传播的两个最小速度.若 无此条件限制，波速的可能值是向右传播 v=(n+2)/0.005m/s=(1600n+400)m/s；向左 传播v=(n+6)/0.005m/s=(1600n+1200)m/s， (n=1，2，3，…).第(2)问中的v=6000m/s， 正是n=3时向左传播的速度.延伸·拓展(2)本题的第(2)问有多种解法，主要可以 从三个方面考虑；一是从波传播的距离和波 长的关系考虑(本题采用)；二是从波速的一 般表达式考虑；三是从传播的时间与周期的 关系考虑.(3)分析此类多解问题要细心，切忌简单 了事，只求出一种情况的结果就忘乎所以. 要注意培养严谨慎密的科学态度.石器时代，是考古学家假定的一个时间区段，为考古学上的术语。

石器时代分为旧石器时代、中石器时代与新石器时代考古学对早期人类历 史分期的第一个时代，即从出现人类到青铜器的出现，大约始于距今二三百万年，止于距今5000至2000年左右 石器时代2.5 http://www.shiqi.so/gl/dike.htm 石器时代2.5这一名称是英国考古学家卢伯克于1865年首先提出的，这个时代在地质年代上已进入全新世石器时代只是个时间区段概念，石器时代并不代 表那个时候的人类只会使用石器；据近代考古出土大量的文化遗存表明，几千年前的古人已经步入冶铸、稻作、制陶、纺织等文明时期青铜 、铁器为金属品，遗存几千年的较少；陶器、玉器可存时间长，出土的遗存较多谁说，“屋”里，就一定要是地面？这座屋子里，墙内，门内，也还是水，比外头那一湾更清、更艳，水上飘着几盏琉璃荷花灯，微微荡漾， 艳得几乎要死在了这泓水波里除了灯之外，水面上还有一样东西：桥很窄很窄、很细很细的桥，平平贴着水波，似一失足就要淹死在水里 ，那却未免死得也太艳丽了，因为它比那琉璃灯更绝，竟是血一般的红石，一粒一粒砌出来灯光一映，它更有了啼血般哀艳的神色，宛转的 桥身，就仿佛美人垂死而无力的裙裾这裙裾通向水中央的一只“宫灯”。

屋内最明丽的灯光，也就是从那宫灯中透出来它有八面，冰裂纹 、亚字纹、龟背纹、万字纹、步步锦，每一面格纹都玲珑剔透，捧出格心图案，八仙过海、麒麟踏云、天马追风、岁寒四友，每幅都活灵活现 可惜格后都蒙着芙蓉薄纸，影影绰绰，叫人看不清灯里的情形苏明远就是踏着纤艳欲死的曲桥，往灯里走，每走几步，就自己扯下一件衣 服，踏入灯门时，已经只余一件亵衣——对了，这“灯”倒是有门步步锦麒麟踏云的那扇格子，麒麟脚下踏空了，原来是给苏明远留的一 线门苏明远进去，就把脚上的鞋子都踢了，赤着一双足，踩在地毯上灯”里原。