专题123+波长、频率和波速-2017-2018学年高二物理人教版（选修3-4）+word版含解析

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1、第十二章机械波第3节波长、频率和波速K知识一、波长（久）1.定义：在波动中，总是相同的两个质点间的距离。2.特征：在横波屮，两个波峰或两个波谷之间的距离等于波长。在纵波屮，两个密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。二、波的波速、周期和频率1.波速是指机械波在中的传播速度。2.波的周期等于波上各质点的周期。3.在波动中，各个质点的振动周期（或频率）是的，它们都等于的振动周期（或频率）。4.周期7'和频率f互为♦即o5.在的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。6.公式…冷,它还等于波长和频率的乘积，公式为y,这两个公式虽然是从机械波得到的,但

2、也适用于我们以后将会学到的电磁波。7.波速的决定因素：同种机械波在介质中的传播速度由的性质决定，在不同的介质中，波速-般不同，另外，波速还与有关。振动相位相邻相邻相邻相邻介质振动相同波源倒数一个周期Af介质本身温度K重点一、波长1.关于波长的定义“振动相位总是相同”和“相邻两质点”是波t定义的两个必要条件，缺一不可；在波的图象中，无论从什么位置开始，一个完整的正（余）弦曲线对应的水平距离为一个波长。1.关于波长与周期质点完成一次全振动，波向前传播一个波长，即波在一个周期内向前传播一个波长。可推知，质点振动2周期，波向前传播2波长；反之，相隔2波长

3、的两质点的振动的时间间隔是：周期。并可依此类推。44442.波的空间周期性（1）相隔距离为一个波长的整数倍的两质点，振动情况完全相同，即离开平衡位置的位移“总是”相等，振动速度大小和方向也“总是”相同，因而波长显示了波的空间周期性。（2）相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反，即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。【例题1】下图是一列简谐波在某一时刻的波形图彖，下列说法中正确的是A.质点/、C、E、G、/在振动过程中位移总是相同B.质点〃、尸在振

4、动过程中位移总是相同C.质点〃、〃的平衡位置间的距离等于一个波长D.质点力、/在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离等于一个波长参考答案：BC试题解析：从题图屮可以看出质点力、C、E、G、/在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点/、E./的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，选项A错误；质点从尸是处在相邻的两个波峰的点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同，选项B正确；质点〃、〃是处在相邻的两个波谷的点，它们的平衡位置之I'可的距离等于一个波长，选项C正确；

5、虽然质点/、/在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点，它们的平衡位置Z间的距离不等于一个波长（应等于两个波长），选项D错误。二、波速1.波速的实质：波的传播速度即波形的平移速度。2.波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变。3.波速和波长、频率的决定因素及关系:物理量决定因素关系周期和频率取决于波源，而与y、人无直接关系厂久f或Av=—T波长波长久则只取决于y和T,只要y、T其中一个发生变化，A值必然发生变化波速取决于介质的物理性质。它与7

6、A无直接关系【例题2】如图所示，图甲为某一•波在"1.0s吋的图象，图乙为参与该波的质点戶的振动图象。0.2y/m0.2y/m./.V-T/?.A00\234x/m/0.51.0Z/s-0.2-0.2.k/甲乙（1）判断波的传播方向；（2）求该波的波速。参考答案：（1）向左传播(2)4.0m/s试題解析:（1）由乙图知/=1-0s时，P质点向员y轴方向运动，结合甲图利用上下坡法可以确定该波向左传播。（2）由甲图可知人=4m,由乙图可知r=l.Os34所以'波速v=y=—m/s=4.0m/so三、机械波的多解问题造成波动问题多解的主要因素：1

7、.周期性（1）时间的周期性：时间间隔A广与周期T的关系不明确。（2）空间的周期性：波传播距离与波长X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：质点振动方向不明确。由于波动问题的多解性的出现，从而导致了求解波动问题的复杂性，而最容易失误的往往是漏解，因此在解决振动和波动问题吋一定要考虑全血，尤其是对题设条件模糊，没有明确说明的物理量，一定要考虑其所有可能性。如说质点达到最大位移处，则有正向最大位移与负向最大位移两种可能；质点由平衡位置起振，起振方向有向上向下两种可能；只告诉波速不说传播方向，应考虑沿两个

8、方向传播的可能；若给出两吋刻的波形，则有可能是波形重复多次后又变至题日所给的相应的后一种波形。解决此类问题吋，往往采用从特殊到一般的思维