高三物理振动图像和波动图像

振动图像和波动图像振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别,但实际上它们有本质的区别。⑴物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。⑵图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。⑶从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。波动图象与振动图象的比较振动图象波动图象图象横坐标时间质点的平衡位置研究对象一个质点介质中的各个质点物理意义反映某一个质点相对平衡位置的位移随时间的变化规律反映某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移值的波形图象提供的物理信息振幅、周期；任一时刻质点的位移、加速度、振动方向；振幅、波长；该时刻各质点的位移、加速度；已知波的传播方向可确定该时刻各质点的振动方向，反之亦然。图象的变化（T/4后的图象）原图象延伸T/4图象沿传播方向平移λ/4形象比喻拍一个人做广播操的录像拍许多人做广播操的一张照片0ty0xyv0xyv0tyT055.08年佛山市教学质量检测（二）14(1)14.（1）（6分）（选做，适合选修3—4的同学）图2为图1所示波的振源的振动图像。根据图示信息回答下列问题：该波的波长为、波速是，振源振动的位移随时间变化的关系式是。20300x/cmy/cm40105015-15图110150t/10-3sy/cm2052515-15图2【解析】本小题考查对振动图像和波动图像的理解和对波动规律的数学表达能力，考查理解能力。0.4m20m/sy＝0.15sin100πt（m）006.江苏南通08届第一次基础调研测试12B（1）12.B.（1）（模块3-4试题）（1）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x＝2m处质点的振动图线．则该横波的速度为m/s，传播方向为．0t/sy/cm41235图乙0x/my/cm41235图甲解：λ=4mT=4sv=λ/T=1m/s由图乙得：x＝2m处质点在t=3s时的位移为0,振动方向为+y方向，如甲图蓝线所示，所以该横波的传播方向为-x方向。1-x方向054.08年北京市海淀区一模试卷1717.一列横波在x轴上传播，图（甲）为t=1.0s时的波动图像，图（乙）为介质中质点P的振动图像。对该波的传播方向和传播波速度的说法正确的是（）A．沿+x方向传播，波速为4.0m/sB．沿-x方向传播，波速为4.0m/sC．沿+x方向传播，波速为2.5m/sD．沿-x方向传播，波速为2.5m/sP图(甲)x/m1234y/cm00.2-0.20.50图(乙)t/s1.0y/cm0.2-0.2解:由图乙,t=1.0s时P的振动方向向下,所以波沿-x方向传播.B(2)一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在xl=2m和x2=5m处的两质点的振动图象如图所示，求：①波的频率；②波的传播速度。x1-1y/cmt/s41021365x2(2)解：f=1/T=0.25HZ依题意，043.南通、扬州、泰州三市08届第二次调研测试12.Ⅱ.(2)007.东北师大附中07—08学年上学期二摸9、9．如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象,乙图为参与波动的质点P的振动图象，则下列判断正确的是（）A．该波传播的速度为4m/sB．该波的传播方向沿x轴正方向C．经过0.5s时间,质点沿波的传播方向向前传播2mD．该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显的衍射现象甲12345x/my/m0.2-0.2POO1y/mt/s0.50.2-0.2乙解：λ=4m，T=1sv=λ/T=4m/st=0时刻,质点P的振动方向向下,所以该波的传播方向沿-x方向AD046.南京市2008届第一次模拟考试13.(3)13．（3）（本题4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s．试回答下列问题：①写出x=1.0m处质点的振动函数表达式；②求出x=2.5m处质点在0～4.5s内通过的路程及t=4.5s时的位移．05x/my/cm-50.51.01.52.02.53.0解：①波长λ=2.0m，周期T=λ/v=1.0s，振幅A=5cm，则y=5sin(2πt)cm②n=t/T=4.5，则4.5s内路程s=4nA=90cm；x=2.5m处质点在t=0时位移为y=5cm，则经过4个周期后与初始时刻相同，经4.5个周期后该质点位移y=-5cm．067.广州市重点中学07～08学年度第三次质检33．如图甲所示是t=1.0s时向x轴负方向传播的平面简谐波的图象，已知波速v=1.0m/s．则x=1.0m处的质点的振动图象是图乙中的()A.①B.②C.③D.④0t/sy/cm61242-2-40t/sy/cm61242-2-4①②③④图乙0x/my/cm612t=1.0s42-2-4图甲1A014.山东泰安市07年第一轮质量检测1515.一列向右传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示,波速为0.6m/s，P点的横坐标x=0.96m，从图示时刻开始计时，此时波刚好传到C点。（1）此时刻质点A的运动方向和质点B的加速度方向是怎样的？（2）经过多少时间P点第二次到达波峰？（3）画出P质点开始振动后的振动图象。0x/my/cm0.12A0.24vBCP0x/my/cm0.12A0.24vBCP解：（1）均沿y轴正方向（2）由图像可知，波长波的周期波从该时刻传播到P经历的时间P开始向下振动，第二次到达波峰经历时间所以t=t1+t2=1.9s（3）如右图示0t/sy/cm0.20.4gk005.2008年高考江苏卷12B.(1)12.B⑴（选修模块3—4）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t＝0时刻的波形如图甲所示．图甲中某质点的振动图象如图乙所示．质点N的振幅是m，振动周期为s，图乙表示质点（从质点K、L、M、N中选填）的振动图象．该波的波速为m/s．24y/mt/s00.8-0.8乙13甲2.0x/mKMN00.8-0.81.01.5y/m0.5L0.84L0.5解见下页甲图波形图中，波向x轴正方向传播，则L质点正在平衡位置向上振动，解析：从甲、乙图可看出波长λ=2.0m，周期T=4s，振幅A=0.8m；乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动，波速v=λ/T=0.5m/s；24y/mt/s00.8-0.8乙13甲2.0x/mKMN00.8-0.81.01.5y/m0.5Lgk007.2008年高考理综天津卷2121．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图象如图中a、b所示，则（）A．该波的振幅可能是20cmB．该波的波长可能是8.4mC．该波的波速可能是10.5m/sD．该波由a传播到b可能历时7st/sb0y/cm10-1012345aD解见下页t/sb0y/cm10-1012345a【解析】从两个质点的振动图像中直接可以看出振动的振幅为A=10cm，周期T=4s，A错误，因为波是沿着a向b传播，所以从振动形式可以看出，b比a至少晚振动3/4个周期，满足（n=0，1，2……）（n=0，1，2……）可得BC错，D正确。gk010.2008年高考理综四川卷1919、一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42m。图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线。从图示可知（）A．此列波的频率一定是10HzB．此列波的波长一定是0.1mC．此列波的传播速度可能是34m/sD．a点一定比b点距波源近yt/s00.030.1解见下页ACyt/s00.030.1解析：由振动图象可知，振动周期为0.1s，故此列波的频率一定是10Hz，A正确；由图不能断定波长一定是0.1m，也无法确定哪一点距波源近一些．因为波速为故C正确；058.08年苏、锡、常、镇四市教学情况调查(二)13.(2)13．（2）（6分）（供选修3-4考生作答）一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示．已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5m．试求从图示时刻开始在哪些时刻质点P会出现在波峰？y/cmx/m4-4360vP解析：P质点振动方程为由题意知此时刻P向下振动，t=0时，所以P向下振动到平衡位置(令上述振动方程中y=0)所用时为第一次到达波峰需时为考虑到周期性，图示位置开始在时刻，质点P会出现在波峰位置（式中）另解：波的传播速度为由题意知此时刻P向下振动，所以P向下振动到平衡位置所需时间等于波沿x轴方向传播0.5m的时间第一次到达波峰的的时刻为所以质点P会出现在波峰位置的时刻是:t=kT+t2即：题目