河北省邢台市育才中学人教版高中物理选修3-4学案：12.3 波长、频率和波速1

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1、人教版高中物理选修3-4学案学案5波长、频率和波速[目标定位]1.理解波长的含义，能从波的图象中求出波长.2.知道波传播的周期和频率，理解波的周期和频率与质点振动的周期和频率的关系.3.会用公式v＝λf解答实际的波动问题.4.掌握波在传播过程中的周期性和双向性．一、波长、周期和频率[问题设计]学习了波的图象之后，甲同学认为两波峰间或两波谷间的距离就是一个波长，乙同学认为相邻波峰与波谷间的距离为一个波长，而丙同学认为相邻波峰与波谷间的距离应为半个波长．你认为他们的想法对吗？为什么？[要点提炼]1．波长(1)在波动中，

2、振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，通常用λ表示．(2)在横波中，两个或两个之间的距离等于波长；在纵波中，两个部或两个之间的距离等于波长．(3)相距一个(或整数倍个)波长的两个质点在任何时刻振动状态都．(4)波长反映了波的周期性．2．周期(T)和频率(f)(1)介质中各个质点振动的周期或频率是相同的，都等于波源的振动周期或频率．波的周期(频率)由决定．(2)一个周期内波在介质中传播的距离等于．(3)周期反映了波的周期性．-9-人教版高中物理选修3-4学案[延伸思考]“振动相位总是相同”的含义是什么？二

3、、波速[问题设计]游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，这说明什么？当波从一种介质进入另一种介质时波速是否改变？阅读课本内容“0℃时几种介质中的声速v/(m·s－1)”，说明波速与什么有关．[要点提炼]1．波速(1)定义：波在介质中传播的速度．(2)定义式：v＝＝2．波长、频率和波速的决定因素(1)波速由介质决定，与波的频率、波长无关．(2)周期和频率取决于波源，而与v、λ无直接关系(3)波长由和共同决定．波从一种介质传播到另一种介质，波的频率不变，由于波速的变化，波长也将随之变化．3．造成波动问题多解

4、的主要因素(1)周期性①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确．(2)双向性①传播方向双向性：波的传播方向不确定．②振动方向双向性：质点振动方向不确定．[延伸思考]-9-人教版高中物理选修3-4学案波速就是质点振动速度吗？一、对波长、周期、频率和波速的理解例1下列说法正确的是()A．当机械波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是波长B．传播一列简谐波的同一种均匀介质中各质点具有相同的周期和振幅C．由波在均匀介质中的传播速度公式v＝λf可知，频率越高，波

5、速越大D．在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动情况完全相同例2一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是()A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则同一时刻质点P的位移与波源的位移相同二、波的多解性例3一列横波在x轴上传播，t1＝0

6、和t2＝0.005s时的波形如图1中的实线和虚线所示．图1(1)设周期大于(t2－t1)，求波速；(2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为6000m/s，求波的传播方向．-9-人教版高中物理选修3-4学案例4如图2所示，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是()图2A．0.6mB．0.3mC．0.2mD．0.1m1.(对波长的理解)关于机械波的波长，下列说法正确的是()A．平衡位置相距一个波长的两个质点运动情况

7、总是相同B．运动情况总是相同的两个质点相距一个波长C．在横波中，两个相邻的波峰间的距离等于一个波长D．在横波中，波峰到相邻的波谷之间的距离等于半个波长2．(波长、周期、频率和波速)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点()A．它的振动速度等于波的传播速度B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长-9-人教版高中物理选修3-4学案D．它的振动频率等于波源的振动频率3．(波长、周期、频率和波速)如图3所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x＝5m的M点时开始计时，已知

8、P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是()图3A．这列波的波长是4mB．这列波的传播速度是10m/sC．质点Q(x＝9m)经过0.5s才第一次到达波峰D．M点以后各质点开始振动的方向都是向下4．(波的多解性)一列横波在t＝0时刻的波形如图4中实线所示，在t＝1s时的波形如图中虚线所示．由此可以判定此波的()图4A．波长一定是4cmB．周