高中物理 第十二章 机械波(第3课时)波长频率和波速课件 新人教版选修

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1、第3课时波长、频率和波速[研究学考·把握考情]知识内容波长、频率和波速考试要求加试c教学要求1.知道波长、周期和频率的概念,知道这三个物理量是描述波的特征量2.理解波速的概念,知道波在同一介质中是匀速传播的3.掌握波长、频率、波速三者之间的关系,并知道决定波速、频率和波长的因素4.能从波的图象中求出振幅、波长5.结合v=λf分析解决简单的波的传播问题知识点一波长、周期和频率[基础梳理]1.波长(1)在波动中,振动相位总是相同的两个质点间的距离,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,两个或两个之间的距离等于波长。(3

2、)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。相邻相邻波峰相邻波谷相邻密部相邻疏部相同空间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。波源一个波长时间[典例精析]【例1】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总相同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

3、的波谷之间的距离等于半个波长解析相距波长整数倍距离的质点在任意时刻运动情况都相同,A项正确,B项错误;在横波中,两个相邻波峰(波谷)间的距离等于一个波长,两相邻波峰和波谷间距为半波长,C项正确,D项错误。答案AC名师点睛(1)关于波长还可以定义为:两个相邻的,在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离等于一个波长。(2)“振动相位总是相同”的含义是“任何时刻相位都是相同的”或者说“任何时刻振动情况总是相同的”。传播的λf2.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)

4、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。波速频率[要点精讲]造成波动问题多解的主要因素(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。【例2】一列简谐横波在某时刻的波形图如图1所示,已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s,b和c之间的距离是5m,以下说法正确的是()图1A.此列波的波长为2.5mB.此列波的频率为2HzC.此列波的波速为2.5m/

5、sD.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播答案D【例3】一列横波在x轴上传播,t1=0和t2=0.005s时的波形如图2中的实线和虚线所示。图2(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。答案(1)波向右传播时,v=400m/s;波向左传播时,v=1200m/s(2)x轴负方向名师点睛解决周期性及双向性带来的多解问题的一般思路如下:(1)首先考虑传播方向的双向性,如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示,应首先按波传播的可能性进行讨论。(2)对设定的传播方向,确定Δt和T的关系,一般先

6、确定最简单的情况,即一个周期内的情况,然后在此基础上加nT。(3)应注意题目是否有限制条件,如有的题目限制波的传播方向,或限制时间Δt大于或小于一个周期等。所以解题时应综合考虑,加强多解意识,认真分析题意。(4)空间的周期性和时间的周期性是一致的,实质上是波形平移规律的应用,所以解题时我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解。1.一振动周期为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

7、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解析机械波是将波源的振动形式和能量向外传递的过程,对简谐波而言,介质中各振动质点的振幅和周期都与波源的相同,A、B正确;质点P的振动速度不是波的传播速度v,C错误;质点P开始振动的方向与波源开始振动的方向相同,与它们的距离无关,D错误。答案AB2.男女生二重唱中,女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2,它们之间的关系是()A.f1>f2,λ1>λ2,v1>v2B.f1<f2,λ1<λ2,v1<v2C.f1>f2,λ1<λ2,v

8、1=v2D.以上说法都不正确解析由于两声音是同一种机械波,因而在空

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