《2025年金版新学案高中物理选择性必修第一册人教版》

【师生互动】如图所示有甲、乙两个图像。

任务 1. 图甲是什么图像？图乙是什么图像？
任务 2. 图甲中 $ M $、$ P $、$ N $ 三个点的坐标的意义分别是什么？
任务 3. 图乙中 $ M' $、$ P' $、$ N' $ 三个点的坐标的意义分别是什么？

答案： 任务1.题图甲是波的图像，题图乙是振动图像。
任务2.M、P、N三个点的坐标分别表示平衡位置在$x = 1m$、$x = 2m$、$x = 3m$处三个质点此时刻的位移分别为$10cm$、$0$、$-10cm$。
任务3.$M'$、$P'$、$N'$三个点的坐标分别表示某个质点在$t = 1s$、$t = 2s$、$t = 3s$时的位移分别为$10cm$、$0$、$-10cm$。

例 1（多选）如图是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波的图像。绳上有 $ A $、$ B $、$ C $、$ D $、$ E $、$ F $、$ G $、$ H $、$ I $ 九个质点，下列说法正确的是（ ）


A.$ A $、$ C $、$ E $、$ F $、$ H $ 具有相同的位移
B.$ A $、$ C $ 位移相同，$ H $、$ F $ 位移方向相反
C.$ C $、$ F $ 的加速度相同
D.$ A $、$ B $ 的振幅相同
尝试解题：

答案： BD 在波的图像中，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，故A错误，B正确；C、F的加速度大小相等，方向相反，故C错误；在简谐波中各质点都做简谐运动，振幅都等于波源的振幅，故D正确。故选BD。

针对练 1.（多选）如图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是（ ）


A.$ A $、$ C $ 两点的位移相同
B.$ B $、$ C $ 两点振幅相同
C.$ C $、$ E $ 两点间的距离为半个波长
D.波在 $ A $、$ B $ 两点间传播的时间为 $ \frac{1}{4} $ 个周期

答案： BD A、C两点的位移大小相同，但是方向不同，A错误；B、C两点振幅相同，B正确；C、E两点平衡位置间的距离为半个波长，C错误；因A、B两点平衡位置间的距离为$\frac{1}{4}$个波长，则波在A、B两点间传播的时间为$\frac{1}{4}$个周期，D正确。故选BD。

针对练 2.（多选）如图为一列向右传播的简谐横波在某个时刻的波形，由图像可知（ ）


A.质点 $ b $ 此时位移为零
B.质点 $ b $ 此时向 $ y $ 轴负方向运动
C.质点 $ d $ 的振幅是 $ 2 \, cm $
D.质点 $ a $ 再经过 $ \frac{1}{2} $ 个周期通过的路程是 $ 4 \, cm $

答案： ACD 由题图知，质点b在平衡位置，所以此时其位移为零，故A正确；因波向右传播，波源在左侧，在质点b的左侧选一参考点$b'$，则$b'$在b上方，所以质点b此时向y轴正方向运动，故B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d的振幅是$2cm$，故C正确；再过$\frac{1}{2}$个周期，质点a将从正向最大位移处运动到负向最大位移处，路程是$4cm$，故D正确。故选ACD。