第三章 机械波 习题课3　波的图像与振动图像的综合问题（课件 讲义）高中物理 人教版（2019）选择性必修 第一册

习题课3　波的图像与振动图像的综合问题 核心 目标 1. 理解振动图像与波的图像的联系与区别，能画出一段时间后的波的图像． 2. 能根据振动图像或波的图像识别质点的振动情况或波的传播情况，求解相关综合问题． 类型1　振动图像与波的图像的比较 比较项目 振动图像 波的图像 研究对象 一个质点 波传播方向上的所有质点 研究内容 某质点位移随时间的变化规律 某时刻所有质点在空间分布的规律 图像 横坐标 表示时间 表示各质点的平衡位置 质点振动 方向的判断 (看下一时刻的位移) (结合波的传播方向判断) 图像信息 (1) 质点振动周期 (2) 质点振幅 (3) 各时刻质点位移 (4) 各时刻速度、加速度方向 (1) 波长、振幅 (2) 任意一质点在该时刻的位移 (3) 任意一质点在该时刻加速度方向 (4) 传播方向、振动方向的互判 图像变化 随时间推移，图像延续，已有形状不变 随时间推移，图像沿传播方向平移 类比 记录一个人在一段时间内活动的录像带 记录在某时刻许多人的动作的集体照 联系 (1) 纵坐标均表示质点的位移 (2) 纵坐标的最大值均表示振幅 (3) 波在传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，每一个质点都有自己的振动图像 　(2024·广州二中)一条轻长绳放置在水平桌面上，俯视图如图甲所示，用手握住长绳的一端O，从t＝0时刻开始用手带动O点沿垂直绳的方向(图甲中y轴方向)在水平面内做简谐运动，0～6 s内O点的振动图像如图乙所示．t＝4 s时轻长绳上的波形图可能正确的是(　B　) 甲 乙 A B C D 解析：由图乙可知波形图对应的质点起振方向沿y轴正方向，且开始时的周期较小，则对应的波形图开始时波长较小．故选B. 　(多选)将绳的一端与簧片相连，绳可随簧片振动．当簧片振动形成稳定绳波后，给装置拍照，部分照片如图甲所示，绳波的波动图像如图乙所示．从某时刻开始计时，绳上P点的振动图像如图丙所示．则下列说法中正确的是(　CD　) 甲 乙 丙 A. 图甲中质点P正向下运动 B. 开始计时0.5 s后将再一次出现图甲波形 C. 这列波的传播速度为2.0 m/s D. 提高振动簧片的每秒振动次数，波长将会减小 解析：图甲由于波向右传播，可知图中质点P正向上运动，A错误；因波的周期为T＝2 s，则开始计时0.5 s后不会再一次出现图甲波形，B错误；这列波的波长λ＝4 m，则传播速度为v＝＝ m/s＝2.0 m/s，C正确；提高振动簧片的每秒振动次数，则频率加大，周期减小，因波速不变，则由λ＝vT可知，波长将会减小，D正确． 类型2　振动图像与波的图像的综合 1. 波的图像与振动图像外形上很相似，辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还是位移x. 2. 简谐波中的所有质点都做__简谐运动__，它们的振幅、周期均相同． 3. 求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振动信息，再根据该质点的振动信息、题设条件和相应的物理规律推知另一种图像及相关情况． 　一列简谐波在t＝0.2 s时刻的波形图如图甲所示，P是平衡位置在xP＝0.1 m处的质点，Q是平衡位置在xQ＝0.4 m处的质点，质点Q的振动图像如图乙所示．下列说法中正确的是(　B　) 甲 乙 A. 简谐波沿x轴负方向传播 B. 简谐波传播的速度大小为4 m/s C. 波源振动的周期为0.3 s D. t＝0.275 s时，质点P位于波峰位置 解析：由图乙可知，t＝0.2 s时质点Q位于平衡位置向上振动，综合图甲可知，简谐波沿x轴正方向传播，A错误；由图甲可知波长为0.8 m，由图乙可知周期为0.2 s，所以波速为v＝＝4 m/s，B正确，C错误；根据图像，可求得P点的振动方程为y＝10sin cm，当t＝0.275 s时y＝－10 cm，所以P点位于波谷位置，D错误． 　(2024·安徽芜湖期末)图甲为一列简谐横波在t＝0.4 s时刻的波形图，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为xP＝10 m、xQ＝15 m，图乙为质点Q的振动图像，下列说法 ... ...