高三物理波的傳播圖像包括橫波和縱波的傳播圖像。對于橫波,常見的圖像類型有:
1. 簡諧波傳播圖像:表示一列簡諧波在某一時刻的波形圖,反映了波在不同位置的振動狀態(tài)。
2. 波動過程中,波的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,因此波動圖線上某一點(diǎn)的縱坐標(biāo)表示該時刻某一質(zhì)點(diǎn)的振動位移,而橫坐標(biāo)表示該質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移。
對于縱波,如地震時房屋的晃動就是縱波,其傳播速度比橫波快,但波形與橫波的波形圖相似,只是質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向一致。
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題目:高三物理波的傳播圖像例題
【題目描述】
在一列沿X軸傳播的簡諧橫波中,某時刻的波形圖線如上圖所示,圖示時刻質(zhì)點(diǎn)A正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動,則:
1. 波的傳播速度是多少?
2. 在該時刻后0.5秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)A通過的路程是多少?
3. 在該時刻后0.5秒內(nèi),波傳播的距離是多少?
【答案】
1. 根據(jù)波形圖線可以得知,波長為2m,由于質(zhì)點(diǎn)A正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動,所以該時刻質(zhì)點(diǎn)A的速度向上,說明該波為向上傳播的簡諧橫波。因此,波的傳播速度為v = 2m/s。
2. 在該時刻后0.5秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動了半個周期,即通過了半個波長的路程,因此路程為S = 0.5m。
3. 在該時刻后0.5秒內(nèi),波傳播的距離為x = vt = 1m。
【解析】
本題主要考查了簡諧橫波的傳播規(guī)律和波形圖線的分析方法。首先根據(jù)波形圖線可以得知波長和波速,再根據(jù)時間計算質(zhì)點(diǎn)通過的路程和波傳播的距離。
【例題分析】
本題中,根據(jù)波形圖線可以得知該簡諧橫波的波長為2m,頻率為5Hz。由于質(zhì)點(diǎn)A正經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動,說明該時刻質(zhì)點(diǎn)A的速度向上,因此該波為向上傳播的簡諧橫波。根據(jù)公式v = λf,可求得波的傳播速度為2m/s。在0.5秒內(nèi),質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動了半個周期,即通過了半個波長的路程,因此路程為半個波長的長度乘以質(zhì)點(diǎn)的振幅即可得到。同時,根據(jù)公式x = vt可求得波傳播的距離。
【注意事項(xiàng)】
在分析波形圖線時,需要注意到波形圖線的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離即為波長;同時需要注意到波形圖線上每個質(zhì)點(diǎn)的振動方向和速度方向。在分析簡諧橫波時,需要注意到簡諧橫波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動方向是垂直的。