1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。2波 的 描 述必备知识自主学习一、波的图像1波的图像的画法：2正弦波：二、波长、频率和波速1波长：(1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。(2)特征：在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。2周期T、频率f：(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的振动周期(频率)叫波的周期(或频率)。(2)周期T和频率f的关系：互为倒数，即f。(3)波长与周期的关系：经过一个周期，振动在介质中
2、传播的距离等于一个波长。3波速v：(1)定义：波速是指波在介质中传播的速度。(2)特点：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，不同频率的机械波在相同的介质中的传播速度相等(选填“相等”或“不相等”)。某种机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速改变。(3)波长、频率和波速之间的关系：vf。(1)波的图像也称为波形图，简称波形。()(2)波的图像表示某一质点在各个不同时刻的位移。()(3)只有横波才能画出波的图像。()(4)波的图像表示波中各质点在某一时刻的位移。()关键能力合作学习知识点一波的图像的理解及应用1波的图像的分析：(1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格
3、”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等，介质中有正弦波传播时，介质中的质点做简谐运动。(3)横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰即为图像中的位移正向的最大值，波谷即为图像中的位移负向的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰处于平衡位置。2由波的图像获得的三点信息：(1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移。(2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A。(3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确
4、定该波的传播方向。3波的图像的周期性：在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。经过一个周期，波的图像复原一次。4波的传播方向的双向性：如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也可能沿x轴负向传播，具有双向性。如图是艺术体操比赛中的带操表演，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波动翻卷，翩翩起舞。请问：(1)波是怎样形成的？(2)波的传播有什么特点？提示：(1)彩带后面的质点在前面质点的带动下形成了带波。(2)彩带的每一点并没有随波向远处迁移，只是向远处传递了机械振动这种运
5、动形式和能量。【典例】一列横波在某一时刻的波形图如图所示，已知波向左传播，则下列叙述正确的是()A经过一定时间，E点将运动到C点处BM点和P点的振动情况相同CP点比M点先到达最低位置DB、D两点的加速度相同【解题探究】(1)质点不会随着波传播迁移，振动情况相同的质点距离必须是波长的整数倍。(2)通过波的传播方向可以判断图中质点的运动方向，回复力始终指向平衡位置并与偏离平衡位置的距离成正比。【解析】选C。波传播质点不会随着迁移，故A错误；M点和P点只是目前偏离平衡位置的距离一致，它们的间距不是波长的整数倍，振动情况不一样，故B错误；波向左传播，因此P点运动方向为y轴负方向，M点运动方向为y轴正方
6、向，故P点比M点先到最低位置，故C正确；回复力始终指向平衡位置，B、D两点的加速度大小相等方向相反，故D错误。判断质点振动方向或波传播方向的方法(1)带动法：先振动的质点带动邻近的后振动的质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P，若P在P点上方，则P向上振动，若P在下方，则P向下振动(如图甲所示)。(2)上下坡法：沿波的传播方向看去，“上坡”处的质点向下振动；“下坡”处的质点向上振动，简称“上坡下、下坡上”(如图乙所示)。(3)同侧法：在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧(如图丙
7、所示)。(4)微平移法：如图丁所示，实线为t时刻的波形，作出微小时间t(t0.20 s。下列说法正确的是()A.波速为0.40 m/sB波长为0.08 mCx0.08 m的质点在t0.70 s时位于波峰Dx0.08 m的质点在t0.12 s时位于波谷【解析】选A。由图像可知波长0.16 m，B错；由于该波的周期T0.2 s，结合图像可知T0.4 s，则波速为0.40 m/s，A对；t0时x0.08 m的质点从平衡位置沿y轴正向振动，t0.70 s时位于波谷，t0.12 s时位于平衡位置与波峰之间的某一位置，C、D错，故选A。【拓展例题】考查内容：波的多解性的综合应用【典例】一列简谐横波向右传播
8、，波速为v，沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷。则t的可能值有()A1个B2个C3个D4个【解析】选D。由题中条件可知，P、Q间的波形有如图所示四种已知波向右传播，对图甲Q质点第一次运动到波谷时间t1，对图乙Q质点第一次运动到波谷时间t2，对图丙Q质点第一次运动到波谷时间t3，对图丁Q质点第一次运动到波谷时间t4。情境模型素养如图甲所示，波源S从平衡位置处开始向y轴正方向振动，振动周期为T0.01 s，振幅为2 cm，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v40 m/s。经过一段时间后，P、Q
9、两点开始振动。探究：已知距离SP1.2 m、SQ1.7 m(1)求此波的频率和波长。(2)以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，试在图乙中分别画出P、Q两点的振动图像(至少画一个周期)。【解析】(1)频率f Hz100 Hz由波速公式v得，波长vT400.01 m0.4 m(2)SP1.2 m3、SQ1.7 m4。波源S开始振动方向竖直向上，则介质中各点起振方向均沿竖直向上方向。结合波形可知，当Q点开始振动时，Q点向上振动，而P点此时处于波峰，则P、Q两点的振动图像为答案：(1)100 Hz0.4 m(2)见解析图竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下振动时，以水平向左的速度v10 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图所示。探究：振子振动的振幅和频率。【解析】设周期为T，振幅为A。由题图得A5 cm；由于振动的周期就是记录纸从x0至x1 m运动的时间，所以周期为：T0.1 s，故频率f Hz10 Hz。答案：5 cm10 Hz关闭Word文档返回原板块