2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十二章3

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1、3波长、频率和波速[学习目标]1.理解波长、频率和波速的物理意义，能从波的图象中求出波长.2.理解波的周期、频率与质点振动周期和频率的关系.3.理解波长、频率和波速之间的关系，并会进行有关计算.4.会处理由波的双向性和周期性引起的多解问题．一、波长、周期和频率1．波长λ(1)定义：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．(2)特征①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．2．周期T、频率f(1)周期(频率)：在波动中，各个质点的振动周期(或频率)叫波的周期(或频率)．(2)周期T和频率f的关系：互

2、为倒数，即f＝1.T(3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长．二、波速1．定义：机械波在介质中的传播速度．2．决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同(填“相同”或“不同”)的．λ3．波长、周期、频率和波速的关系：v＝T＝λf.[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)在波的传播方向上位移始终相同的两质点间的距离等于波长．(×)(2)在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长．(√)(3)波的频率由介质决定．(×)λ可知，机械波的波长越长，波速越大．(×)(4)根据v＝T2．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图1

3、所示，由该图象可知该波的振幅为________cm，波长为________m；若该波波源的振动周期为T＝0.2s，则该波的频率f＝________Hz，波速v＝________m/s.图1答案21.05.05.0一、波长[导学探究]一列向右传播的机械波的图象如图2所示．图2(1)1和9、2和10、3和11⋯⋯这两个点的振动有什么共同的特点？(2)1和9、2和10、3和11⋯⋯这两个点的平衡位置的距离是否相等？答案(1)它们的振动是完全相同的，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期；(2)相等．[知识深化]波长的三种确定方法1．根据定义确定：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻

4、质点间的距离等于一个波长．2．根据波的图象确定：(1)在波的图象上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长．(2)在波的图象上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长．(3)在波的图象上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长．3．根据公式λ＝vT来确定．例1(多选)如图3所示是一列向右传播的简谐横波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是()图3A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B．质点B、F在振动过程中位移总是相同C．质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D．质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长答案B

5、C解析从题图可以看出质点A、C、E、G、I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A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个质点的位移不总是相同，A错误；质点B、F是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同，B正确；质点D、H是同处在相邻的两个波谷的质点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C正确；虽然质点A、I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，它们的平衡位置之间的距离不是一个波长而是两个波长，D错误．二、波速与波长、周期、频率的

6、关系[导学探究]已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时的频率如何变化？波长如何变化？答案当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，波速减小，由波速公式v＝λf可知，波长变短．[知识深化]对波速、波长、周期、频率及其关系的理解1．在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长．波速与周期、频率的关系λ为：v＝＝λf.T2．波的周期和频率由波源决定，与v、λ无关，当波从一种介质进入另一种介质时，周期和频率不发生改变．3．波速由介质本身的性质决定，在同一种均匀介质中波速不变．例2一根粗细均匀的绳子，右侧固定，使左侧的S点上下振动，产生一列向右传

7、播的机械波，某时刻的波形如图4所示．下列说法中正确的是()图4A．该波的波长逐渐增大B．该波的频率逐渐增大C．该波的周期逐渐增大D．该波的波速逐渐减小答案B解析绳波在同一绳中传播，波速不变，由题图看出，此波的波长减小，由v＝λf分析得知，频率增大，周期减小，故B正确．例3(多选)一列简谐横波在t＝0时的波形图如图5所示．介质中x＝2m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是()图5A．周期为4sB．振幅为20cmC．传