高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述优秀教案设计

预习案

【自主学习】

回忆上节课内容，思考：

1. 波形图与振动图像有什么区别？

2.可从波形图与振动图像获取哪些信息（或物理量）？

【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。）

课堂案

【合作探究一】教材65页练习4

总结：

巩固练习：(多选)(2019·全国卷Ⅰ)一简谐横波沿x轴正方向传播，在t＝时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是(　　)

A．质点Q的振动图像与图(b)相同

B．在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的大

C．在t＝0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大

D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示

E．在t＝0时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大

【合作探究二】教材77页A组题5，B组题6

总结：

巩固练习(多选)(经典高考题)简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。则(　　)

A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向    B．该波从P传到Q的时间可能为7 s

C．该波的传播速度可能为2 m/s           D．该波的波长可能为6 m

【合作探究三】教材78页B组题3

总结：

【进阶闯关检测】

A类基础关

1．取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图象，其中图甲是一列波的图象，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图象，B为振动中的某一个时刻，关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向，下列说法正确的是 (　)

A．A质点向下  B．A质点向上

C．B时刻向下    D．B时刻向上

2．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T。t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是 (　　)

A．t＝0时质点a的速度比质点b的大

B．t＝0时质点a的加速度比质点b的大

C．图2可以表示质点a的振动

D．图2可以表示质点b的振动

B类能力关

3．一列简谐波向右传播，沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点，当P点经过平衡位置时，Q点也恰好经过平衡位置，如图所示，已知P、Q间只有一个波峰，试画出P、Q间可能的波形。

4．一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是 (　　)

A．0.5m B．1.5m

C．2.5m D．3.5m

C类综合关（选做）

5．(15分)如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3T＜t2－t1＜4T。问：

(1)该列波的波速为多大？

(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？

【合作探究一】巩固练习答案

解析　本题考查波的图像和振动图像及其相关知识点。t＝时刻，题图(b)表示介质中的某质点从平衡位置向下振动，而题图(a)中质点Q在t＝时刻从平衡位置向上振动，平衡位置在坐标原点的质点从平衡位置向下振动，所以质点Q的振动图像与题图(b)不同，平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如题图(b)所示，A项错误，D项正确；在t＝0时刻，质点P处在波谷位置，速率为零，与其平衡位置的距离最大，加速度最大，而质点Q运动到平衡位置，速率最大，加速度为零，即在t＝0时刻，质点P的速率比质点Q的小，质点P的加速度比质点Q的大，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大，B项错误，C、E两项正确。答案　CDE

【合作探究二】巩固练习答案

解析　根据振动图像可知，质点Q开始振动的方向沿y轴正方向，周期T＝6 s，而且由振动图像可知波由P传到Q所用的时间t＝(nT＋4) s，即由P传到Q所用的时间可能为4 s,10 s,16 s，…，波速v＝＝ m/s，即可能的波速为2.5 m/s,1 m/s，0.625 m/s，…，波长λ＝vT＝，即可能的波长为15 m，6 m，3.75 m，…。综上所述，A、D两项正确，B、C两项错误。答案　AD

【进阶闯关检测】答案

A类基础关

1．取向上为质点振动的正方向，得到如图所示的两个图象，其中图甲是一列波的图象，A是介质中的一个质点，图乙是介质中另一个质点的振动图象，B为振动中的某一个时刻，关于图甲中A质点在该时刻的运动方向和图乙中B时刻质点的运动方向，下列说法正确的是 (　BC　)

A．A质点向下 B．A质点向上

C．B时刻向下 D．B时刻向上

解析：图甲表示的是波的图象，由于波沿x轴正方向传播。所以，图中质点A的振动方向向上，选项B正确，A错误；图乙表示的是振动图象，在图中B所对应的时刻质点应当向下运动(因为下一时刻位移为负值)，选项C正确，D错误。

2．一简谐机械波沿x轴正方向传播，周期为T。t＝0时刻的波形如图1所示，a、b是波上的两个质点。图2是波上某一质点的振动图象。下列说法中正确的是 (　BD　)

A．t＝0时质点a的速度比质点b的大

B．t＝0时质点a的加速度比质点b的大

C．图2可以表示质点a的振动

D．图2可以表示质点b的振动

解析：t＝0时刻a在波峰，速度为零，加速度最大，b在平衡位置，加速度为零，速度最大，A错、B对。根据“上下坡”法可以判断，t＝0时刻b点在平衡位置且向下运动，C错D对。

B类能力关

3．一列简谐波向右传播，沿波的传播方向上有相隔一定距离的P、Q两点，当P点经过平衡位置时，Q点也恰好经过平衡位置，如图所示，已知P、Q间只有一个波峰，试画出P、Q间可能的波形。

答案：

解析：简谐波的波形是正弦波，根据P、Q两点均在平衡位置，且P、Q间只有一个波峰，故可画出4种波形，见答案。

4．(沈阳二中2016年高二下学期期中)一简谐横波沿x轴正向传播，图1是t＝0时刻的波形图，图2是介质中某质点的振动图象，则该质点的x坐标值合理的是 (　C　)

A．0.5m B．1.5m

C．2.5m D．3.5m

解析：本题考查波动图象与质点振动图象的关系，要明确波的传播方向与质点振动方向的关系，顺着波的传播方向看“上坡下”“下坡上”根据振动图象中t＝0时刻质点所处的位置和振动方向，可以判断C选项正确。

C类综合关（选做）

5．(15分)如图中实线是一列简谐横波在t1＝0时刻的波形，虚线是这列波在t2＝0.5 s时刻的波形，这列波的周期T符合：3T＜t2－t1＜4T。问：

(1)该列波的波速为多大？

(2)若波速大小为74 m/s，波速方向如何？

解析　由图像可知：λ＝8 m

由3T＜t2－t1＜4T知波传播距离3λ＜Δx＜4λ，即n＝3

(1)当波向右传播时，波传播距离s＝(3λ＋3) m＝(3×8＋3) m＝27 m，

v＝＝ m/s＝54 m/s。

当波向左传播时，波传播距离s＝(3λ＋5) m＝(3×8＋5) m＝29 m，

v＝＝ m/s＝58 m/s。

(2)当波速大小为74 m/s时，0.5 s内通过的距离s为：

s＝vt＝74×0.5 m＝37 m。

因为s＝37 m＝(4λ＋5) m，所以波向左传播。

答案　(1)54 m/s或58 m/s

(2)向左