(精品)高二物理人教选修3-4 12.3波长、频率和波速(5)

时间:2025-07-10

高二物理教案

五、认识波的多解问题

【例题】如图10-11中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经Δt=0.5s后,其波形如图中虚线所示。设Δt<2T(T为波的周期),

(1)如果波是向右传播,求波的周期和波速

(2)如果波是向左传播,求波的周期和波速

分析:

根据题意,由于Δt<2T,所以经过Δt=0.5s的时间,波传播的距离不可能大于两个波长。如果波是向右传播,图中的波峰1可能到达虚线的波峰3或波峰5。如果波是向左传播,图中的波峰1可能到达虚线的波峰2或波峰4。根据波在一个周期内传播一个波长的距离,就可以求出周期T,进而可求出波速v.

解:(1)如果波是向右传播的,应有Δt=(n+3/4)T (n=0,1)

所以 T=4Δt/(3+4n) (n=0,1)

由式 v=λ/T

当n=0时,T1=2/3s,v1=36m/s

当n=1时,T2=2/7s,v2=84m/s

此题还可以用其它方法求解,请同学们课后去讨论、去思考。

师:由于波在时间上和空间上都具有周期性,所以造成了重复性,因此波动题一般具有多解性,完成学案上的几个问题,体会这种多解性。

(以下问题在学案上给出,先给学生一段时间完成题目,然后利用实物投影让几个学生展示结果并说明自己的思路,教师与其他学生作点评,最后教师与学生一起总结规律作为笔记写在空白处.)

1.如图-3所示,沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点P和Q,当P达到负最大位移处时,Q正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少?

2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波,0时刻的波形如图-4中实线所示,t时刻的波形如图-4中的虚线所示,已知波速为30m/s,则t可能为多少?

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