遼寧省大連市高中物理 第十二章 機(jī)械波 12.3 波長、頻率和波速課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、描述簡諧運(yùn)動的物理量,振幅 位移 周期 回復(fù)力 加速度,已知波的傳播方向，怎樣判定質(zhì)點(diǎn)的振動方向？,列奧納多達(dá)芬奇曾這樣來描述波“常常是（水）波離開了它產(chǎn)生的地方，而那里的水并不離開；就像風(fēng)吹過莊稼形成波浪，在那里我們看到波浪穿越田野而去，而莊稼仍在原地。”從中我們可以認(rèn)識到波的基本特征，在物理學(xué)中，運(yùn)動狀態(tài)用物理量描述。那么我們用哪些物理量來描述機(jī)械波呢？,第十二章 機(jī)械波,波長、頻率和波速,1. 理解波長、頻率和波速的物理意義 2. 理解波長、頻率和波速之間的關(guān)系,知識與能力:,1. 能夠在波的圖象中找到波長； 2. 學(xué)會運(yùn)用波長、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題 。,過程

2、與方法:,通過對波的多解性問題的討論，使學(xué)生知道解決問題時(shí)要全面分析。,情感、態(tài)度與價(jià)值觀：,★ 教學(xué)重點(diǎn),1. 知道在波的圖象中求波長。 2. 理解波長、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關(guān)系。 3. 學(xué)會用波長、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題 。,用波長、頻率和波速之間的關(guān)系求解波的多解問題,★ 教學(xué)難點(diǎn),一、波長 二、周期和頻率 三、波速 四、波長、頻率和波速的關(guān)系,哪些點(diǎn)的振動步調(diào)完全一致？,注意,1. 定義: 在波動中，振動相位總是相等的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波長。,波長,2. 物理意義 ：,反映了波動在空間上的周期性。,3. 說明：,（1）“相位總是相等”的含

3、義是“任何時(shí)刻對平衡位置的位移的大小和方向總是相等?！? （2）注意 “相鄰”二字。,（3）在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長。 在縱波中，兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長。,（4）同相點(diǎn):相距為整數(shù)個(gè)波長(nλ)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動完全相同,稱同相點(diǎn)。 反相點(diǎn):相距為半波長的奇數(shù)倍 (2n+1)λ/2的兩質(zhì)點(diǎn)的振動完全相反，稱反相點(diǎn)。,周期和頻率,定義：,波源質(zhì)點(diǎn)振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。,2. 說明,（1）同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)周期（或頻率）保持不變。 （2）每經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長的距離。 （3）每經(jīng)歷一個(gè)

4、周期，原有的波形圖不改變。,波源質(zhì)點(diǎn)作簡諧運(yùn)動時(shí)，在它的帶動下，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)先后從平衡位置做簡諧運(yùn)動。這種狀態(tài)在介質(zhì)中就由近及遠(yuǎn)地向前傳播出去。由此我們看到，波的傳播是有一定速度的。,波速,單位時(shí)間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。,描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度。,定義：,2. 物理意義 ：,（1）波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。 （2）一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的。,3. 說明：,（3）波速在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值，質(zhì)點(diǎn)振動速度的大小和方向都是隨時(shí)間改變的。,下例關(guān)于波速的正確說法是（ ） A. 反映了振動在介質(zhì)中傳播的快慢 B. 反映了介質(zhì)中

5、質(zhì)點(diǎn)振動的快慢 C. 波速由介質(zhì)決定，與波源無關(guān) D. 反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)遷移的快慢,AC,波長、頻率和波速關(guān)系,(1)波的頻率f，由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)。 (2)波速v由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)。 (3)一列波進(jìn)入兩種不同的介質(zhì)，其頻率不變，波速與波長相應(yīng)改變。,1. 說明：,例1. 下列說法正確的是（ ） A.當(dāng)機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)保持不變的物理量是波長 B.傳播一列簡諧波的同一種介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)具有相同的周期和振幅 C.由波在均勻介質(zhì)中的傳播速度公式v＝f，可知頻率越高，波速越大 D.在波的傳播方向上，相距半波長的整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)的振動完全相同,B,以下說法正確的是（ ） A. 波

6、的頻率由振源決定，與介質(zhì)無關(guān) B. 機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定，與振源無關(guān) C. 波長由介質(zhì)決定，與振源無關(guān) D. 波長由介質(zhì)和振源共同決定,ABD,舉一反三,例2. 下圖中的實(shí)線是一列正弦波在某一時(shí)刻的波形曲線。經(jīng)0.5s后，其波形如圖中的虛線所示。設(shè)該波的周期T大于0.5s。,（1）如果波是向左傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？,解：（1）如果波是向左傳播的，應(yīng)有Δt=（n+1/4）T (n=0）所以 T=4Δt/(1+4n) (n=0） 由式 v=λ/T 得 當(dāng)n=0時(shí)，T1=2s,v1=0.12m/s,（2）如果波是向右

7、傳播的，應(yīng)有Δt=（n+3/4）T (n=0） 所以 T=4Δt/(3+4n) (n=0） 由式 v=λ/T 得 當(dāng)n=0時(shí)，T1=2/3s,v1=36m/s,一列簡諧波在某時(shí)刻的圖象如圖所示，波沿x軸方向傳播，經(jīng)t＝0.7s，質(zhì)點(diǎn)b第二次出現(xiàn)在波峰上，求此波的傳播速度。,舉一反三,答案：若向右傳播v＝7.14m／s； 若向左傳播v=10m／S．,動畫：橫波圖像,波長、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關(guān)系,波長的概念及在圖象中怎樣求波長,用波長、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題,1.當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，保持不變的是( ) A. 波長 B. 頻率 C. 波速

8、 D. 傳播方向,B,2.關(guān)于公式υ=fλ，下列說法中正確的是( ) A.公式說明提高波源的頻率f，它激發(fā)的波的波速也增大. B.公式中υ、f、λ三個(gè)量，對同一機(jī)械波在通過不同介質(zhì)時(shí)，只有f不變，而λ與υ成正比。 C.公式中υ、f、λ三個(gè)量，對同一種類的不同機(jī)械波在通過同一介質(zhì)時(shí)，υ不變，λ與f成反比。 D.公式υ=fλ適用于一切波。,BCD,3. 關(guān)于波長，下列說法正確的是( ) A. 在一個(gè)周期內(nèi)，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。 B. 在一個(gè)周期內(nèi)，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于波長。 C. 橫波波長，等于橫波中波峰與波峰（或波谷與波谷）之間的距離。 D. 波長等于在波的傳播方向上兩

9、相鄰的對平衡位置的位移始終相同的質(zhì)點(diǎn)間距離。,ACD,4. 如圖4位某一簡諧波的波形圖，傳播方向向右。已知波形曲線在5s內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)10次，則波長為 ，波速為 ，周期為 ，頻率為 。,,4m,0.5s,2HZ,8m/s,5. 繩上有一簡諧橫波向右傳播，當(dāng)繩上某一質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動到最大位移時(shí)，在其右方相距0.30m的質(zhì)點(diǎn)B剛好向下運(yùn)動到最大位移.已知波長大于0.15m，則該波的波長等于多少？,0.6m 或0.2m,6.關(guān)于波速，下列說法正確的是( ) A. 反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢 B. 反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動的快慢 C. 反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)遷移的快慢 D. 波速由介質(zhì)決定與波源振動的頻率關(guān)系,AD,