第3章 机械波 章末核心素养提升 学案(含答案)
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1、第第 3 章章 机械波机械波 一、波动图像与振动图像的相互转换 1.振动图像表示一质点的位移随时间的变化规律,波动图像表示某一时刻参与波 动的所有质点偏离平衡位置的位移情况。 2.区分波动图像和振动图像的关键是看横轴表示位移 x 还是时间 t,如果是位移 x 则为波动图像,如果是时间 t 则为振动图像。 3.在波动图像与振动图像相互转换的问题上,关键是明确表示波动和振动的物理 量,如、v、T、A、f 等,以及质点的振动方向,只有这样才能顺利解决问题。 【例 1】 沿 x 轴负方向传播的简谐波在 t0 时刻的波形如图所示,已知波速 v 5 m/s,试画出平衡位置在 x10 cm 处的质点 A 的
2、振动图像。 答案 见解析 解析 由于波沿 x 轴负方向传播,所以 t0 时该质点 A 向下振动。由题图可知 10 cm, 由 v T得 T v 0.1 5 s0.02 s, 则可画出质点 A 的振动图像如图所示。 【针对训练 1】 如图甲所示是一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t0 时的波 形图,已知波速 v2 m/s,质点 P、Q 相距 3.6 m。求: (1)在图乙中画出质点 Q 的振动图像(至少画出一个周期); (2)从 t0 到 Q 点第二次振动到波谷的这段时间内质点 P 通过的路程。 答案 (1)见解析图 (2)0.22 m 解析 (1)振动传播到 Q 所需要的时间 tx v 3
3、.61.2 2 s1.2 s 且起振方向向下,由图甲可知 A2 cm,1.6 m,故周期 T v 1.6 2 s0.8 s 质点 Q 的振动图像如图所示。 (2)从 t0 到 Q 点第二次到达波谷所需时间 tx v T3.60.8 2 s0.8 s2.2 s (或由 Q 点的振动图像得 Q 点在 t2.2 s 时第二次到达波谷) 故 P 点通过的路程为 s t T4A22 cm0.22 m。 二、波在空间上的周期性问题 波在空间上的周期性问题是一个重点,对学生来说又是一个难点。特别是这类问 题与质点的振动图像联系起来,难度更大。下面介绍这类问题的分析方法。 1.基本知识的了解 若空间中的两点在
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