3.2 波的描述 导学案-（2019）新人教版高中物理高二选择性必修第一册.rar

2波的描述 【学习目标】1理解波的图象的物理意义，并能掌握波的传播方向与质点振动方向互相判断的方法2理解区分振动图象和波的图象，解决两者相关联的问题3知道什么是横波的波长，能在波的图象中确定横波的波长4知道什么是波传播的周期，理解周期与质点振动周期的关系、波的周期决定因素5理解波速的物理意义、决定因素6理解波速、波长、周期(频率)间的关系，并能分析实际问题【开启新探索】如图所示，振源 P 振动一个周期形成了一段绳波，则当振源 P 再完成一次相同的振动时，会出现怎样的波形？对比两个时刻的波形，你有怎样的想法？【质疑提升 1】波的图像（波形图）1回忆一下，为了形象描述振子的振动情况引入了振动图象，振动图象的纵、横坐标轴有着怎样的物理意义？振动图线中的任一点具有怎样的物理意义？1振动图像很直观的反映了一个质点的位移随时间的变化。还能用振动图像描述波的传播吗？为什么？2如果想直观的反映波的传播，我们又可以用怎样的图像呢？3为了能描述某一时刻多个质点的运动情况，在简谐波的图象中横轴、纵轴应代表什么物理量？波动图线中的任一点具有怎样的物理意义？4阅读课本，说明什么是样的波是简谐波？6对比简谐振动图象和简谐波的波动图象异同名称对比内容振动图象波的图象研究对象物理意义形象比喻录像带集体照tyOxyO形状正弦或余弦曲线图象随时间的变化两个相邻峰值间沿横轴距离的意义【质疑提升 2】波长、周期、波速1在机械波的描述中，什么是波长？为什么提出波长的概念？2能否说振动位移相等的两质点间距就是一个波长，为什么？3机械波的周期由什么因素决定？为什么？与机械波的传播介质有关吗？4为什么提出机械波的周期呢？5什么是波速？提出波速有怎样的物理意义？波速又是由什么因素决定的呢？6波速和质点的振动速度相同吗？如果不同，说说他们的区别？【学以致用】1某时刻一列简谐波的图象如图所示，若波向右传播，试确定该时刻各质点的振动方向，若波向左传播，该时刻各质点的振动方向如何？2某时刻一列简谐波的图象如图所示，若该时刻质点 A 的振动方 向沿 y 轴正方向，该波的传播方向如何？+x3.如图所示，实线为 t0 时刻的波形图，虚线为 t0.1 s 时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？ 不可1. 如图所示的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过 0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ vAvx/my/m0A（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？0.12m/s0.36m/s 【核心素养专练】1下列说法正确的是（ ） A当机械波从一种介质进入另一种介质时：保持不变的物理量是波长B传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期C由波在均匀介质中的传播速度公式，可知频率越高，波速越大vfD在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同2关于波长的下列说法中，正确的是（ ） A在一个周期内振动在介质中传播距离等于波长B在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长C波长等于在波的传播方向上，位移始终相同的两质点间的距离D波长等于横波峰与峰（或谷与谷）间的距离3 如图为一列简谐波某一时刻的图象，下列说法中正确的是（ ）A波一定沿 x 轴正方向传播 Ba、b 两个质点的振动速度方向相同C若 a 点此时的速度方向向上，则波的传播方向沿 x 轴正向D若波沿 x 轴的负方向传播，则 b 质点的振动速度方向向下4 如图所示，为一简谐波的波形图，A 是介质中的一个质点，波沿 x 正方向传播，以下说法正确的是（ ）A质点 A 此刻速度沿 x 轴的正方向B质点 A 的加速度正在增加C再过半个周期，质点 A 的位移为正D再过半个周期，质点 A 的速度方向沿 y 正方向5 一列波源在 x0 处的简谐波，沿 x 轴正方向传播，周期为 0.02 s，t0时刻的波形如图所示。此时 x12 cm 处的质点 P 恰好开始振动。则( )A质点 P 开始振动时的方向沿 y 轴正方向B波源开始振动时的方向沿 y 轴正方向C此后一个周期内，质点 P 通过的路程为 8 cmD这列波的波速为 4 m/s6 如下图所示，图甲是一列波在 t 时刻的波形图，图乙是质点 P 从这时刻起的振动图象，那么波的传播方向是 -x 、速度为40/3m/s。质点 Q 在 t 时刻的速度方向是 +y 。yxA甲2-10 x/my/cm10468PQO乙10-10t/sy/cmO0.30.6y/mx/mOab8-87. 如图所示，为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形。（1）试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图；（2）标出初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向；（3）在一小段时间内，速度增大的质点是 AC 。8. 简谐横波某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点，波沿 x 轴的正方向传播。 （1）此时刻，质点 P 的速度的方向为 +y 、加速度的方向 -y 。（2）再过T，质点 P 的速度的方向为 -y 、加速度的方向 -y 。（3）经过一个周期，质点 P 通过的路程为 4A0 。（4）有同学说由此时刻起经过T 后，质点 P 通过的路程为 A0，你认为这种说法对吗？41不对，大于 A0。9. 如图所示，是一列波的图像。 （1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 K 。 （2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 M 。10. 一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。 （1）若波沿 x 轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中 L 点的振动图像。 （2）若波沿 x 轴的负方向传播，图乙为 K、 L、M、N 四点中 N 点的振动图像。11. 在空气中波长为 1 m 的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为 0 ） 332Hz725/16612. 湖面上停着 A、B 两条小船，它们相距 20 m。一列水波正在湖面上沿 AB 连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动 20 次。当 A 船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。40/913. 一列波速为 0.5m/s 的简谐波沿 x 正方向传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过一段时间后，波形如图中虚线所示，则这段时间可能是多少？ 4n+3 n=0 1 2 3.2波的描述波的描述 【学习目标学习目标】1理解波的图象的物理意义，并能掌握波的传播方向与质点振动方向互相判断的方法2理解区分振动图象和波的图象，解决两者相关联的问题3知道什么是横波的波长，能在波的图象中确定横波的波长4知道什么是波传播的周期，理解周期与质点振动周期的关系、波的周期决定因素5理解波速的物理意义、决定因素6理解波速、波长、周期(频率)间的关系，并能分析实际问题【开启新探索开启新探索】如图所示，振源 P 振动一个周期形成了一段绳波，则当振源 P 再完成一次相同的振动时，会出现怎样的波形？对比两个时刻的波形，你有怎样的想法？【质疑提升质疑提升 1】波的图像（波形图）波的图像（波形图）1回忆一下，为了形象描述振子的振动情况引入了振动图象，振动图象的纵、横坐标轴有着怎样的物理意义？振动图线中的任一点具有怎样的物理意义？1振动图像很直观的反映了一个质点的位移随时间的变化。还能用振动图像描述波的传播吗？为什么？2如果想直观的反映波的传播，我们又可以用怎样的图像呢？3为了能描述某一时刻多个质点的运动情况，在简谐波的图象中横轴、纵轴应代表什么物理量？波动图线中的任一点具有怎样的物理意义？4阅读课本，说明什么是样的波是简谐波？6对比简谐振动图象和简谐波的波动图象异同名称对比内容振动图象波的图象研究对象物理意义形象比喻录像带集体照tyOxyO形状正弦或余弦曲线图象随时间的变化两个相邻峰值间沿横轴距离的意义【质疑提升质疑提升 2】波长、周期、波速波长、周期、波速1在机械波的描述中，什么是波长？为什么提出波长的概念？2能否说振动位移相等的两质点间距就是一个波长，为什么？3机械波的周期由什么因素决定？为什么？与机械波的传播介质有关吗？4为什么提出机械波的周期呢？5什么是波速？提出波速有怎样的物理意义？波速又是由什么因素决定的呢？6波速和质点的振动速度相同吗？如果不同，说说他们的区别？【学以致用学以致用】1某时刻一列简谐波的图象如图所示，若波向右传播，试确定该时刻各质点的振动方向，若波向左传播，该时刻各质点的振动方向如何？2某时刻一列简谐波的图象如图所示，若该时刻质点 A 的振动方 向沿 y 轴正方向，该波的传播方向如何？+x3.如图所示，实线为 t0 时刻的波形图，虚线为 t0.1 s 时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？ 不可1. 如图所示的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过 0.5 s 后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期 T 大于 0.5 s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ vAvx/my/m0A（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？0.12m/s0.36m/s 【核心素养专练核心素养专练】1下列说法正确的是（ ） A当机械波从一种介质进入另一种介质时：保持不变的物理量是波长B传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期C由波在均匀介质中的传播速度公式，可知频率越高，波速越大vfD在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同2关于波长的下列说法中，正确的是（ ） A在一个周期内振动在介质中传播距离等于波长B在一个周期内介质的质点所走过的路程等于波长C波长等于在波的传播方向上，位移始终相同的两质点间的距离D波长等于横波峰与峰（或谷与谷）间的距离3 如图为一列简谐波某一时刻的图象，下列说法中正确的是（ ）A波一定沿 x 轴正方向传播 Ba、b 两个质点的振动速度方向相同C若 a 点此时的速度方向向上，则波的传播方向沿 x 轴正向D若波沿 x 轴的负方向传播，则 b 质点的振动速度方向向下4 如图所示，为一简谐波的波形图，A 是介质中的一个质点，波沿 x 正方向传播，以下说法正确的是（ ）A质点 A 此刻速度沿 x 轴的正方向B质点 A 的加速度正在增加C再过半个周期，质点 A 的位移为正D再过半个周期，质点 A 的速度方向沿 y 正方向5 一列波源在 x0 处的简谐波，沿 x 轴正方向传播，周期为 0.02 s，t0时刻的波形如图所示。此时 x12 cm 处的质点 P 恰好开始振动。则( )A质点 P 开始振动时的方向沿 y 轴正方向B波源开始振动时的方向沿 y 轴正方向C此后一个周期内，质点 P 通过的路程为 8 cmD这列波的波速为 4 m/s6 如下图所示，图甲是一列波在 t 时刻的波形图，图乙是质点 P 从这时刻起的振动图象，那么波的传播方向是 -x 、速度为40/3m/s。质点 Q 在 t 时刻的速度方向是 +y 。yxA甲2-10 x/my/cm10468PQO乙10-10t/sy/cmO0.30.6y/mx/mOab8-87. 如图所示，为一列沿 x 轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形。（1）试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图；（2）标出初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向；（3）在一小段时间内，速度增大的质点是 AC 。8. 简谐横波某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点，波沿 x 轴的正方向传播。 （1）此时刻，质点 P 的速度的方向为 +y 、加速度的方向 -y 。（2）再过T，质点 P 的速度的方向为 -y 、加速度的方向 -y 。（3）经过一个周期，质点 P 通过的路程为 4A0 。（4）有同学说由此时刻起经过T 后，质点 P 通过的路程为 A0，你认为这种说法对吗？41不对，大于 A0。9. 如图所示，是一列波的图像。 （1）如果波沿着 x 轴的正方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 K 。 （2）如果波沿着 x 轴的负方向传播，K、L、M 三个质点， 最先回到平衡位置的是质点 M 。10. 一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。 （1）若波沿 x 轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中 L 点的振动图像。 （2）若波沿 x 轴的负方向传播，图乙为 K、 L、M、N 四点中 N 点的振动图像。11. 在空气中波长为 1 m 的声波，由空气传入水中，声波在水中的频率和波长各是多少？（此时温度为 0 ） 332Hz725/16612. 湖面上停着 A、B 两条小船，它们相距 20 m。一列水波正在湖面上沿 AB 连线的方向传播，每条小船每分钟上下浮动 20 次。当 A 船位于波峰时，B 船在波谷，两船之间还有一个波峰。求水波的波速。40/913. 一列波速为 0.5m/s 的简谐波沿 x 正方向传播，某时刻的波形如图中实线所示，经过一段时间后，波形如图中虚线所示，则这段时间可能是多少？ 4n+3 n=0 1 2 3.