《创新课堂》第三章 机械波 章末整合提升 体系构建 素养提升 课件 高中物理选择性必修第一册（人教版）

(课件网) 章末整合提升 体系构建 素养提升 01 体系构建 目 录 02 模型构建 01 PART 体系构建 c c c c c c c 02 PART 模型构建 一、波的图像反映的信息及其应用 从波的图像可以看出 （1）波长λ； （2）振幅A； （3）该时刻各质点偏离平衡位置的位移情况； （4）如果波的传播方向已知，可判断各质点该时刻的振动方向以及下一 时刻的波形； （5）如果波的传播速度大小已知，可利用图像所得的相关信息进一步求 得各质点振动的周期和频率：T＝，f＝。 【例1】　（2024·广东高考3题）一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1 m/s，t＝0时的波形如图所示。t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点相对平衡位置 的位移为（　　） A. 0 B. 0.1 m C. －0.1 m D. 0.2 m √ 解析：　由题图可知简谐波的波长λ＝2 m，所以周期T＝＝＝2 s， 当t＝1 s时，x＝1.5 m处的质点运动半个周期到达波峰处，故其相对平衡位 置的位移为0.1 m。故选B。 【例2】　（2024·湖南高考2题）如图，健身者在公园以每分钟60次的频率 上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播 的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距6 m，t0时刻A点位于波谷，B 点位于波峰， 两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（　　） A. 波长为3 m B. 波速为12 m/s C. t0＋0.25 s时刻，B点速度为0 D. t0＋0.50 s时刻，A点速度为0 √ 解析：　由题意可知xAB＝λ，则该波的波长λ＝4 m，A错误；根据题意 可知该波的周期T＝1 s，所以该波的波速v＝＝4 m/s，B错误；由于t0时刻 A点、B点分别位于波谷、波峰位置，则t0时刻A点、B点的速度均为0，从t0 时刻到t0＋0.25 s时刻，B点振动了个周期，运动至平衡位置，速度最大， C错误；从t0时刻到t0＋0.5 s时刻，A点振动了个周期，运动至波峰位置， 速度为0，D正确。 【考教衔接】 真题 探源 本题源于鲁科版选择性必修第一册P74·T4的情境：抖动绳子的一 端，绳子每秒钟做两次全振动，产生如图所示的横波。求绳上横波 的频率、波长和波速，并画出1.25 s后的波形图。若要增大绳波的 波长，抖动绳子的频率该如何改变？ 衔接 分析 （1）两题给出的情境相似，待求的部分物理量相同。 （2）2024年湖南高考题的C、D选项，是在教材题目中画出波形图 后，对质点速度大小的判定。这是对知识点的加深和拓展 解题 通法 （1）确定波长λ：相邻两个振动状态完全相同的质点之间的距离或 相邻两波峰（谷）之间的距离均为一个波长。 （2）确定周期T：波源一次全振动的时间由公式T＝求得。 （3）波速、波长、周期（或频率）的关系：v＝＝λf（单位统一用 国际单位制单位） 二、振动图像与波的图像的综合 解决振动图像与波的图像综合问题的基本思路 （1）由y-t图像可以获取振幅A、振动周期（即波的周期）T。 （2）由y-x图像可以获取振幅A、波长λ。 （3）进而由公式v＝fλ＝求得波速。 （4）明确y-t图像描述的是哪个质点的振动；y-x图像是哪一时刻的图像， 然后根据y-t图像确定y-x图像对应时刻该质点的位移和振动方向，最后根据 y-x图像确定波的传播方向，进而判断其他有关问题。 【例3】　（2024·天津高考3题）一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播， 图甲是t＝1 s时该波的波形图，图乙是x＝0处质点的振动图像。则t＝11 s时 该波的波形图为（　　） √ 解析：　由题图乙得波的周期T＝4 s， 因t＝11 s时，即在t＝1 s后再经过 10 s＝2.5T，此时原点处的质点振动到波谷位置，即该波的波形图为C。 【例4】　〔多选〕（2024·重庆高考10题）一列沿x轴传播的简谐波，在某 时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该 时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（　 ... ...