浙江省高中物理 第十二章 機械波 第3課時 波長、頻率和波速課件 新人教版選修34

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1、創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學第第3課時波長、頻率和波速課時波長、頻率和波速創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學研究選考研究選考把握考情把握考情知識知識內(nèi)容內(nèi)容波長、頻率和波速波長、頻率和波速考試要求考試要求加試加試c教學教學要求要求1.知道波長、周期和頻率的概念，知道這三個物理量是描述波的特征量知道波長、周期和頻率的概念，知道這三個物理量是描述波的特征量2.理解波速的概念，知道波在同一介質(zhì)中是勻速傳播的理解波速的概念，知道波在同一介質(zhì)中是勻速傳播的3.掌握波長、頻率、波速三者之間的關系，并知道決定波速、頻率和波長掌握波長、頻率、波速三者之間的關系，并知道決定波速、頻率和波長的因素的因素4.能從

2、波的圖象中求出振幅、波長能從波的圖象中求出振幅、波長5.結合結合vf分析解決簡單的波的傳播問題分析解決簡單的波的傳播問題創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學知識點一波長、周期和頻率知識點一波長、周期和頻率基基 礎礎 梳梳 理理1.波長波長(1)在波動中，振動相位總是相同的兩在波動中，振動相位總是相同的兩個個_質(zhì)點質(zhì)點間的距離，叫做波長，通常用間的距離，叫做波長，通常用表示。表示。 (2)在橫波中，兩在橫波中，兩個個_或或兩兩個個_之間之間的距離等于波長；在縱的距離等于波長；在縱波中，兩波中，兩個個_或或兩兩個個_之間之間的距離等于波長。的距離等于波長。(3)相距一個相距一個(或整數(shù)倍個或整數(shù)倍個)

3、波長的兩個質(zhì)點在任何時刻振動狀態(tài)波長的兩個質(zhì)點在任何時刻振動狀態(tài)都都_ 。(4)波長反映了波長反映了波波_的的周期性。周期性。相鄰相鄰相鄰波峰相鄰波峰相鄰波谷相鄰波谷相鄰密部相鄰密部相鄰疏部相鄰疏部相同相同空間空間創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學2.周期周期(T)和頻率和頻率(f)(1)介質(zhì)中各個質(zhì)點振動的周期或頻率是相同的，都等于波源的振動周期或頻率。介質(zhì)中各個質(zhì)點振動的周期或頻率是相同的，都等于波源的振動周期或頻率。波的周期波的周期(頻率頻率)由由_決定決定。(2)一個周期內(nèi)波在介質(zhì)中傳播的距離一個周期內(nèi)波在介質(zhì)中傳播的距離等于等于_ 。(3)周期反映了周期反映了波波_的的周期性。周期性。

4、波源波源一個波長一個波長時間時間創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學【例【例1】 如圖如圖1所示是一列簡諧波在某一時刻的波形，下列說法中正確的是所示是一列簡諧波在某一時刻的波形，下列說法中正確的是()典典 例例 精精 析析圖圖1A.質(zhì)點質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同的在振動過程中位移總是相同的B.質(zhì)點質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等在振動過程中位移總是相等C.質(zhì)點質(zhì)點D、H的平衡位置間的距離是一個波長的平衡位置間的距離是一個波長D.質(zhì)點質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂

5、自測課堂導學解析解析從圖象中可以看出，質(zhì)點從圖象中可以看出，質(zhì)點A、C、E、G、I在該時刻的位移都是零，由于波在該時刻的位移都是零，由于波的傳播方向是沿的傳播方向是沿x軸正方向，則容易判斷出質(zhì)點軸正方向，則容易判斷出質(zhì)點A、E、I的速度方向是沿的速度方向是沿y軸負方向軸負方向的，而質(zhì)點的，而質(zhì)點C、G的速度方向是沿的速度方向是沿y軸正方向的，因而這五個點的位移不總是相同，軸正方向的，因而這五個點的位移不總是相同，選項選項A錯誤；質(zhì)點錯誤；質(zhì)點B、F是同處在波峰的兩個點，它們的振動步調(diào)完全相同，在振是同處在波峰的兩個點，它們的振動步調(diào)完全相同，在振動過程中位移總是相等，選項動過程中位移總是相等，

6、選項B正確；質(zhì)點正確；質(zhì)點D、H是處在相鄰的兩個波谷的點，它是處在相鄰的兩個波谷的點，它們的平衡位置之間的距離等于一個波長，選項們的平衡位置之間的距離等于一個波長，選項C正確；雖然質(zhì)點正確；雖然質(zhì)點A、I在振動過程中在振動過程中位移總是相同，振動步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動步調(diào)完全相同位移總是相同，振動步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動步調(diào)完全相同的兩個點，它們的平衡位置之間的距離不是一個波長的兩個點，它們的平衡位置之間的距離不是一個波長(應為兩個波長應為兩個波長)，故選項，故選項D錯錯誤。誤。答案答案BC創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學規(guī)律總結規(guī)律總結(1)關于波長還可以定

7、義為：兩個相鄰的，在振動過程中相對平衡位置關于波長還可以定義為：兩個相鄰的，在振動過程中相對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離等于一個波長。的位移總是相等的質(zhì)點間的距離等于一個波長。(2)“振動相位總是相同振動相位總是相同”的含義的含義是是“任何時刻相位都是相同的任何時刻相位都是相同的”或者說或者說“任何時刻振動情況總是相同的任何時刻振動情況總是相同的”。創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學知識點二波速知識點二波速1.波速波速(1)定義：波在介質(zhì)定義：波在介質(zhì)中中_的的速度。速度?；?礎礎 梳梳 理理2.波長、頻率和波速的決定因素波長、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

8、無關。波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、波長無關。(2)周期和頻率取決于波源，而與周期和頻率取決于波源，而與v、無直接關系無直接關系(3)波長波長由由_和和_共同共同決定。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。變，由于波速的變化，波長也將隨之變化。傳播傳播f波速波速頻率頻率創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學要要 點點 精精 講講造成波動問題多解的主要因素造成波動問題多解的主要因素(1)周期性周期性時間周期性：時間間隔時間周期性：時間間隔t與周期與周期T的關系不明確。的關系不明確?？臻g周期性：波傳播距離空間周期性：波傳

9、播距離x與波長與波長的關系不明確。的關系不明確。(2)雙向性雙向性傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學【例【例2】 (201510月浙江選考月浙江選考)沿沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為軸正方向傳播的簡諧橫波，振幅為5 cm，質(zhì)點，質(zhì)點A、B的平衡位置離的平衡位置離O點的距離分別為點的距離分別為1.8 m和和3.0 m，t0時的波形如圖時的波形如圖2所示，所示，t0.6 s時時質(zhì)點質(zhì)點A恰好第二次達到波峰。下列說法正確的是恰好第二次達到波峰。下列說法正確

10、的是()A.波速為波速為3 m/sB.頻率為頻率為2 HzC.質(zhì)點質(zhì)點B在在00.6 s內(nèi)路程為內(nèi)路程為25 cmD.質(zhì)點質(zhì)點B在在t0.6 s時沿時沿y軸正方向運動軸正方向運動圖圖2創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學答案答案BD創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學【例【例3】 一列橫波在一列橫波在x軸上傳播，軸上傳播，t10和和t20.005 s時的波形如圖時的波形如圖3中的實線和虛線所中的實線和虛線所示。示。(1)設周期大于設周期大于(t2t1)，求波速；，求波速；(2)設周期小于設周期小于(t2t1)，并且波速為，并且波速為6 000 m/s，求波的傳播方向。，求波的傳播方向。圖圖3創(chuàng)新設計創(chuàng)

11、新設計課堂自測課堂導學創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學答案答案(1)波向右傳播時，波向右傳播時，v400 m/s；波向左傳播時，；波向左傳播時，v1 200 m/s(2)x軸負方向軸負方向創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學規(guī)律總結規(guī)律總結解決周期性及雙向性帶來的多解問題的一般思路如下：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，應首先按波傳播的可能性進行討論。示，應首先按波傳播的可能性進行討論。(2)對設定的傳播方向，確定對設定的傳播方向，確定t和

12、和T的關系，一般先確定最簡單的情況，即一個周期的關系，一般先確定最簡單的情況，即一個周期內(nèi)的情況，然后在此基礎上加內(nèi)的情況，然后在此基礎上加nT。(3)應注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時間應注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時間t大大于或小于一個周期等。所以解題時應綜合考慮，加強多解意識，認真分析題意。于或小于一個周期等。所以解題時應綜合考慮，加強多解意識，認真分析題意。(4)空間的周期性和時間的周期性是一致的，實質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應用，所以空間的周期性和時間的周期性是一致的，實質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應用，所以解題時我們可以針對不同題目選擇其

13、中一種方法求解。解題時我們可以針對不同題目選擇其中一種方法求解。創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學1.關于機械波的波長，下列說法正確的是關于機械波的波長，下列說法正確的是()A.平衡位置相距一個波長的兩個質(zhì)點運動情況總相同平衡位置相距一個波長的兩個質(zhì)點運動情況總相同B.運動情況總是相同的兩個質(zhì)點相距一個波長運動情況總是相同的兩個質(zhì)點相距一個波長C.在橫波中，兩個相鄰的波峰間的距離等于一個波長在橫波中，兩個相鄰的波峰間的距離等于一個波長D.在橫波中，波峰到相鄰的波谷之間的距離等于半個波長在橫波中，波峰到相鄰的波谷之間的距離等于半個波長解析解析相距波長整數(shù)倍距離的質(zhì)點在任意時刻運動情況都相同，相距波

14、長整數(shù)倍距離的質(zhì)點在任意時刻運動情況都相同，A項正確，項正確，B項錯項錯誤；在橫波中，兩個相鄰波峰誤；在橫波中，兩個相鄰波峰(波谷波谷)間的距離等于一個波長，兩相鄰波峰和波谷兩間的距離等于一個波長，兩相鄰波峰和波谷兩平衡位置的間距為半波長，平衡位置的間距為半波長，C項正確，項正確，D項錯誤。項錯誤。答案答案AC創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學2.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和和f2、2、v2，它們之間的關系是它們之間的關系是()A.f1f2，12，v1v2B.f1f2，12，v1v2C.f1f2，12

15、，v1v2D.以上說法都不正確以上說法都不正確解析解析由于兩聲音是同一種機械波，因而在空氣中波速相同，由于兩聲音是同一種機械波，因而在空氣中波速相同，A，B均排除，而音調(diào)均排除，而音調(diào)高即是頻率高，即高即是頻率高，即f1f2，再由，再由vf，v相同，相同，f1f2，所以，所以12，因而，因而C正確，正確，D錯錯誤。誤。答案答案C創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學3.如圖如圖4所示，一列簡諧波沿所示，一列簡諧波沿x軸正方向傳播，軸正方向傳播，t0時，該波傳播到時，該波傳播到x軸上的質(zhì)點軸上的質(zhì)點B處，處，質(zhì)點質(zhì)點A在負的最大位移處，在在負的最大位移處，在t0.6 s時，質(zhì)點時，質(zhì)點A第二次出現(xiàn)在正

16、的最大位移處，則第二次出現(xiàn)在正的最大位移處，則()A.該波的周期為該波的周期為0.3 sB.該波的波速等于該波的波速等于5 m/sC.t0.6 s時，質(zhì)點時，質(zhì)點C在平衡位置處且向上運動在平衡位置處且向上運動D.t0.6 s時，質(zhì)點時，質(zhì)點C在平衡位置處且向下運動在平衡位置處且向下運動圖圖4創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學答案答案BC創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學4.一列沿一列沿x軸傳播的簡諧橫波，軸傳播的簡諧橫波，t0時刻的波形如圖時刻的波形如圖5中實線所示，中實線所示，t0.2 s時刻的波形時刻的波形如圖中的虛線所示，則如圖中的虛線所示，則()圖圖5創(chuàng)新設計創(chuàng)新設計課堂自測課堂導學答案答案BCD