高中物理 模塊要點回眸 第8點 振動圖像與波動圖像同現(xiàn)時的應對策略素材 滬科版選修3-4(通用)

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1、第8點 振動圖像與波動圖像同現(xiàn)時的應對策略 振動圖像描述一個質(zhì)點的位移隨時間的變化規(guī)律.波動圖像是描述某一時刻參與波動的所有質(zhì)點的空間分布.兩類圖像非常形似,當同時出現(xiàn)在一個題目中,會令很多同學手足無措,此時我們可以這樣應對: (1)首先識別哪一個是波動圖像,哪一個是振動圖像,兩者間的聯(lián)系紐帶是周期和振幅. (2)再確定振動圖像所指的零時刻的波形圖,然后確定振動圖像所描述的質(zhì)點,在波動圖上的位置及其他問題. 對點例題 一列簡諧橫波沿x軸負方向傳播,圖1甲是t=1 s時的波形圖,圖乙是波中某振動質(zhì)點位移隨時間變化的振動圖線(兩圖用同一時間作起點),則圖乙可能是圖甲中哪個質(zhì)點的振

2、動圖線(  ) 圖1 A.x=0處的質(zhì)點 B.x=1 m處的質(zhì)點 C.x=2 m處的質(zhì)點 D.x=3 m處的質(zhì)點 解題指導 當t=1 s時,由題圖乙振動圖線可知,質(zhì)點在平衡位置,正要沿y軸負方向運動;由圖甲波動圖線知O點在平衡位置,正沿y軸負方向運動,所以選A. 答案 A 易錯辨析 很多同學在判斷質(zhì)點的振動方向時,容易把這兩種圖像混淆.在波動圖像中要根據(jù)質(zhì)點振動方向與波傳播方向的關系判斷;在振動圖像中,只需沿著時間軸觀察質(zhì)點的振動方向即可. 1.如圖2(a)所示為一列簡諧波在某時刻的波形圖.圖(b)表示傳播該波的介質(zhì)中某一質(zhì)點在此后的一段時間內(nèi)的振動圖像,則(  

3、)   圖2 A.若波沿x軸正方向傳播,則圖(b)為質(zhì)點a的振動圖像 B.若波沿x軸正方向傳播,則圖(b)為質(zhì)點b的振動圖像 C.若波沿x軸負方向傳播,則圖(b)為質(zhì)點c的振動圖像 D.若波沿x軸負方向傳播,則圖(b)為質(zhì)點d的振動圖像 答案 BD 解析 本題考查對波動圖像和振動圖像的理解.由圖(a)知,此時刻質(zhì)點a、c處在最大位移處,因此從此時刻起質(zhì)點a、c的振動圖像應是余弦圖線,由此排除了選項A、C. 若波沿x軸正方向傳播,由“上下坡”法可知質(zhì)點b此時刻向上振動.同理,若波沿x軸負方向傳播,則質(zhì)點d此時刻也應向上振動,即從此時刻起的以后一段時間里質(zhì)點的振動圖像都與圖(b)

4、吻合.故正確選項為B、D. 2.如圖3甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖像.從該時刻起(  )   圖3 A.經(jīng)過0.35 s時,質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離 B.經(jīng)過0.25 s時,質(zhì)點Q的加速度大小質(zhì)點P的加速度 C.經(jīng)過0.15 s時,波沿x軸的正方向傳播了3 m D.經(jīng)過0.1 s時,質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向 答案 AC 解析 由振動圖像可判定t=0時刻質(zhì)點P向下振動,則機械波向右傳播.經(jīng)0.35 s,即經(jīng)1T時,P點在波峰,故Q距平衡位置的距離小于P到平衡位置的距離,A對;經(jīng)0.25 s,即經(jīng)1T時,P在波谷,Q的加速度小于P的加速度,B錯誤;波速v== m/s=20 m/s,所以經(jīng)0.15 s波沿x軸的正方向傳播的距離s=vΔt=20×0.15 m=3 m,C對;Q點在圖示時刻向上振動,經(jīng)半個周期,其運動方向沿y軸負方向,D錯.

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