2017-2018学年沪科版选修3-4 2.3机械波的案例分析 学案
2017-2018学年沪科版选修3-4     2.3机械波的案例分析  学案第2页

图1

(1)经过多长时间,P质点开始振动,振动时方向如何?

(2)经过多少时间,P质点第一次到达波峰?

解析 (1)开始计时时,这列波的最前端的质点的横坐标是24 cm,根据波的传播方向,可知这一点沿y轴负方向运动,因此在波前进方向的每一个质点开始振动的方向都是沿y轴负方向,故P点开始振动时的方向是沿y轴负方向,P质点开始振动的时间是t== s=1.2 s.

(2)P质点第一次到达波峰的时间,其实是6 cm处的波峰这一波形传到P点所需要的时间,则t′= s=1.5 s.

答案 (1)1.2 s 沿y轴负方向 (2)1.5 s

二、波的图像和振动图像的综合问题

若问题中同时出现波的图像和振动图像,除了要深刻理解它们各自的特点外,还应注意以下几方面:

(1)波的图像与振动图像外形上很相似,辨别它们时要看图像的横坐标是时间t还是位移x.

(2)简谐波中的所有质点都做简谐运动,它们的振幅、周期均相同.

(3)求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振动信息,再根据该质点的振动信息、题设条件和相应的物理规律推知另一种图像及相关情况.

例2 如图2甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图像.从该时刻起(  )

  

图2

A.经过0.35 s时,质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B.经过0.25 s时,质点Q的加速度大于质点P的加速度

C.经过0.15 s时,波沿x轴的正方向传播了3 m

D.经过0.1 s时,质点Q的运动方向沿y轴正方向

解析 由振动图像可判定t=0时刻时,质点P向下振动,则机械波向右传播.经0.35 s,即经1T时,P点在波峰,故Q距平衡位置的距离小于P到平衡位置的距离,A对;经0.25