浙江省2018-2019版高中物理 第十二章 機(jī)械波 第3課時(shí) 波長、頻率和波速課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、第3課時(shí)波長、頻率和波速,研究選考把握考情,知識(shí)點(diǎn)一波長、周期和頻率,基 礎(chǔ) 梳 理,1.波長 (1)在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)_____質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長，通常用表示。 (2)在橫波中，兩個(gè)___________或兩個(gè)____________之間的距離等于波長；在縱波中，兩個(gè)__________或兩個(gè)__________之間的距離等于波長。 (3)相距一個(gè)(或整數(shù)倍個(gè))波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在任何時(shí)刻振動(dòng)狀態(tài)都_____ 。 (4)波長反映了波_____的周期性。,相鄰,相鄰波峰,相鄰波谷,相鄰密部,相鄰疏部,相同,空間,2.周期(T)和頻率(f),(1)介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期或頻率是相

2、同的，都等于波源的振動(dòng)周期或頻率。波的周期(頻率)由_____決定。 (2)一個(gè)周期內(nèi)波在介質(zhì)中傳播的距離等于__________ 。 (3)周期反映了波_____的周期性。,波源,一個(gè)波長,時(shí)間,【例1】 如圖1所示是一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形，下列說法中正確的是(),典 例 精 析,圖1,A.質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過程中位移總是相同的 B.質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過程中位移總是相等 C.質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長 D.質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長,解析從圖象中可以看出，質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在該時(shí)刻的位移都是零，由于波的傳播方向是沿x軸正方

3、向，則容易判斷出質(zhì)點(diǎn)A、E、I的速度方向是沿y軸負(fù)方向的，而質(zhì)點(diǎn)C、G的速度方向是沿y軸正方向的，因而這五個(gè)點(diǎn)的位移不總是相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)B、F是同處在波峰的兩個(gè)點(diǎn)，它們的振動(dòng)步調(diào)完全相同，在振動(dòng)過程中位移總是相等，選項(xiàng)B正確；質(zhì)點(diǎn)D、H是處在相鄰的兩個(gè)波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個(gè)波長，選項(xiàng)C正確；雖然質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過程中位移總是相同，振動(dòng)步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全相同的兩個(gè)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個(gè)波長(應(yīng)為兩個(gè)波長)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 答案BC,規(guī)律總結(jié)(1)關(guān)于波長還可以定義為：兩個(gè)相鄰的，在振動(dòng)過程中相對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間

4、的距離等于一個(gè)波長。(2)“振動(dòng)相位總是相同”的含義是“任何時(shí)刻相位都是相同的”或者說“任何時(shí)刻振動(dòng)情況總是相同的”。,知識(shí)點(diǎn)二波速,1.波速 (1)定義：波在介質(zhì)中_____的速度。,基 礎(chǔ) 梳 理,2.波長、頻率和波速的決定因素 (1)波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、波長無關(guān)。 (2)周期和頻率取決于波源，而與v、無直接關(guān)系 (3)波長由______和______共同決定。波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，波的頻率不變，由于波速的變化，波長也將隨之變化。,傳播,f,波速,頻率,要 點(diǎn) 精 講,造成波動(dòng)問題多解的主要因素 (1)周期性 時(shí)間周期性：時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確。 空間周期性：波傳播

5、距離x與波長的關(guān)系不明確。 (2)雙向性 傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。 振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定。,【例2】 (201510月浙江選考)沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為5 cm，質(zhì)點(diǎn)A、B的平衡位置離O點(diǎn)的距離分別為1.8 m和3.0 m，t0時(shí)的波形如圖2所示，t0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A恰好第二次達(dá)到波峰。下列說法正確的是(),A.波速為3 m/s B.頻率為2 Hz C.質(zhì)點(diǎn)B在00.6 s內(nèi)路程為25 cm D.質(zhì)點(diǎn)B在t0.6 s時(shí)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),圖2,答案BD,【例3】 一列橫波在x軸上傳播，t10和t20.005 s時(shí)的波形如圖3中的實(shí)線和虛線所示。,(1)設(shè)周期大

6、于(t2t1)，求波速； (2)設(shè)周期小于(t2t1)，并且波速為6 000 m/s，求波的傳播方向。,圖3,答案(1)波向右傳播時(shí)，v400 m/s；波向左傳播時(shí)，v1 200 m/s(2)x軸負(fù)方向,規(guī)律總結(jié)解決周期性及雙向性帶來的多解問題的一般思路如下： (1)首先考慮傳播方向的雙向性，如果題目未說明波的傳播方向或沒有其他條件暗示，應(yīng)首先按波傳播的可能性進(jìn)行討論。 (2)對(duì)設(shè)定的傳播方向，確定t和T的關(guān)系，一般先確定最簡單的情況，即一個(gè)周期內(nèi)的情況，然后在此基礎(chǔ)上加nT。 (3)應(yīng)注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時(shí)間t大于或小于一個(gè)周期等。所以解題時(shí)應(yīng)綜合考慮，

7、加強(qiáng)多解意識(shí)，認(rèn)真分析題意。 (4)空間的周期性和時(shí)間的周期性是一致的，實(shí)質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應(yīng)用，所以解題時(shí)我們可以針對(duì)不同題目選擇其中一種方法求解。,1.關(guān)于機(jī)械波的波長，下列說法正確的是() A.平衡位置相距一個(gè)波長的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況總相同 B.運(yùn)動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距一個(gè)波長 C.在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰間的距離等于一個(gè)波長 D.在橫波中，波峰到相鄰的波谷之間的距離等于半個(gè)波長 解析相距波長整數(shù)倍距離的質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)情況都相同，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰(波谷)間的距離等于一個(gè)波長，兩相鄰波峰和波谷兩平衡位置的間距為半波長，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案AC,2.

8、男女生二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長和波速分別為f1、1、v1和f2、2、v2，它們之間的關(guān)系是() A.f1f2，12，v1v2 B.f1f2，12，v1v2 C.f1f2，12，v1v2 D.以上說法都不正確 解析由于兩聲音是同一種機(jī)械波，因而在空氣中波速相同，A，B均排除，而音調(diào)高即是頻率高，即f1f2，再由vf，v相同，f1f2，所以12，因而C正確，D錯(cuò)誤。 答案C,3.如圖4所示，一列簡諧波沿x軸正方向傳播，t0時(shí)，該波傳播到x軸上的質(zhì)點(diǎn)B處，質(zhì)點(diǎn)A在負(fù)的最大位移處，在t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A第二次出現(xiàn)在正的最大位移處，則(),A.該波的周期為0.3 s B.該波的波速等于5 m/s C.t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向上運(yùn)動(dòng) D.t0.6 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C在平衡位置處且向下運(yùn)動(dòng),圖4,答案BC,4.一列沿x軸傳播的簡諧橫波，t0時(shí)刻的波形如圖5中實(shí)線所示，t0.2 s時(shí)刻的波形如圖中的虛線所示，則(),圖5,答案BCD,