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

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1、描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(dòng)方向?,列奧納多達(dá)芬奇曾這樣來(lái)描述波“常常是(水)波離開(kāi)了它產(chǎn)生的地方,而那里的水并不離開(kāi);就像風(fēng)吹過(guò)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(shí)到波的基本特征,在物理學(xué)中,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)用物理量描述。那么我們用哪些物理量來(lái)描述機(jī)械波呢?,第十二章 機(jī)械波,波長(zhǎng)、頻率和波速,1. 理解波長(zhǎng)、頻率和波速的物理意義 2. 理解波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系,知識(shí)與能力:,1. 能夠在波的圖象中找到波長(zhǎng); 2. 學(xué)會(huì)運(yùn)用波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問(wèn)題 。,過(guò)程

2、與方法:,通過(guò)對(duì)波的多解性問(wèn)題的討論,使學(xué)生知道解決問(wèn)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(zhǎng)。 2. 理解波長(zhǎng)、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關(guān)系。 3. 學(xué)會(huì)用波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問(wèn)題 。,用波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系求解波的多解問(wèn)題,★ 教學(xué)難點(diǎn),一、波長(zhǎng) 二、周期和頻率 三、波速 四、波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系,哪些點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全一致?,注意,1. 定義: 在波動(dòng)中,振動(dòng)相位總是相等的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波長(zhǎng)。,波長(zhǎng),2. 物理意義 :,反映了波動(dòng)在空間上的周期性。,3. 說(shuō)明:,(1)“相位總是相等”的含

3、義是“任何時(shí)刻對(duì)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(zhǎng)。 在縱波中,兩個(gè)相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長(zhǎng)。,(4)同相點(diǎn):相距為整數(shù)個(gè)波長(zhǎng)(nλ)的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)完全相同,稱同相點(diǎn)。 反相點(diǎn):相距為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍 (2n+1)λ/2的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)完全相反,稱反相點(diǎn)。,周期和頻率,定義:,波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期(或頻率)就是波的周期(或頻率)。,2. 說(shuō)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(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),在它的帶動(dòng)下,介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)先后從平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。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(dòng)所傳播的距離叫做波速。,描述的是振動(dòng)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(shuō)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(dòng)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(shuō)法是( ) A. 反映了振動(dòng)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(dòng)的快慢 C. 波速由介質(zhì)決定,與波源無(wú)關(guān) D. 反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)遷移的快慢,AC,波長(zhǎng)、頻率和波速關(guān)系,(1)波的頻率f,由波源決定,與介質(zhì)無(wú)關(guān)。 (2)波速v由介質(zhì)決定,與波源無(wú)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(zhǎng)相應(yīng)改變。,1. 說(shuō)明:,例1. 下列說(shuō)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(zhǎng) B.傳播一列簡(jiǎn)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(zhǎng)的整數(shù)倍的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)完全相同,B,以下說(shuō)法正確的是( ) A. 波

6、的頻率由振源決定,與介質(zhì)無(wú)關(guān) B. 機(jī)械波的波速由介質(zhì)決定,與振源無(wú)關(guān) C. 波長(zhǎng)由介質(zhì)決定,與振源無(wú)關(guān) D. 波長(zhǎng)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(jiǎn)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(dòng)畫(huà):橫波圖像,波長(zhǎng)、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關(guān)系,波長(zhǎng)的概念及在圖象中怎樣求波長(zhǎng),用波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問(wèn)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(zhǎng) B. 頻率 C. 波速

8、 D. 傳播方向,B,2.關(guān)于公式υ=fλ,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.公式說(shuō)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(duì)同一機(jī)械波在通過(guò)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(duì)同一種類的不同機(jī)械波在通過(guò)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(zhǎng),下列說(shuō)法正確的是( ) A. 在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長(zhǎng)。 B. 在一個(gè)周期內(nèi),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于波長(zhǎng)。 C. 橫波波長(zhǎng),等于橫波中波峰與波峰(或波谷與波谷)之間的距離。 D. 波長(zhǎng)等于在波的傳播方向上兩

9、相鄰的對(duì)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(jiǎn)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(zhǎng)為 ,波速為 ,周期為 ,頻率為 。,,4m,0.5s,2HZ,8m/s,5. 繩上有一簡(jiǎn)諧橫波向右傳播,當(dāng)繩上某一質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng)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(dòng)到最大位移.已知波長(zhǎng)大于0.15m,則該波的波長(zhǎng)等于多少?,0.6m 或0.2m,6.關(guān)于波速,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 反映振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢 B. 反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)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(dòng)的頻率關(guān)系,AD,

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