高二物理波长、频率和波速

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1、03波长频率和波速一、教学目标1．理解波长、频率和波速的物理意义．2．理解波长、频率和波速之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析问题．二、重点难点重点：理解波长及波速的公式的含义．难点：决定波速、频率、波长的因素及应用波的知识对实例的分析．三、教与学教学过程：在物理学中，物理现象、物理过程和物理规律等都需要用物理量来进行描述．同样对机械波及其传播过程也需要一些物理量来描述．（一）波长【演示】制作的课件：在波的传播过程中，有些质点的振动步调完全一致，任何时刻运动状态相同．1．波长：在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大小和方向）的两相邻质点间的距离叫做波的

2、波长．2．对波长定义的理解（1）“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相等，方向相同”．（2）位移总是相等的两个质点速度也总是相等的．（3）在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长，在纵波中，两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等于波长．（4）在波的传播方向上（或平衡位置之间）相距的两质点振动步调总是相反的．一般地：相距整数倍两质点（同相质点）的振动步调总是相同的．在波的传播方向上相距奇数倍的两质点（反相质点）振动步调总是相反的．（二）周期（T）、频率（f）【演示】制作的课件：在振源完成一次全振动的时间里，波完成一次周期性的波动．1．波的周期（或频

3、率）：波源振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）2．波的周期（或频率）等于波源的振动周期（或频率）3．对波源振动周期与波的周期的理解（1）波的周期由波源决定，同一列波在不同介质中传播时保持周期（或频率）不变．（2）每经历一个周期的时间，原有的波形图不改变．（三）波速（v）1．波速：反映振动在介质中传播的快慢程度、单位时间内振动所传播的距离叫波速．2．波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同3．对波速的理解：（1）波在均匀介质中是匀速传播的，即，它向外传播的是振动的形式，而不是将质点向外迁移．（2）波速与质点的振动速度不同，质点的振动是一

4、种变加速运动，因此质点的振动速度时刻在变．（四）波长、周期（或频率）和波速的关系【演示】制作的课件：波源完成一次周期性振动，波向前匀速传播一个波长的距离．1．三者关系：或2．对三者关系的理解（1）波速由介质决定，周期（或频率）由振源决定．当一列波从一种介质进入另一种介质传播时，周期（或频率）保持不变．但由于波速的变化而导致波长的变化．（2）波速的计算既可用（即）也可用（3）波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的彼（电磁波、光波）也成立．【例1】如图所示，在xOy平面内有一沿x正方向传播的简谐波，波速为1m/s，振幅为4cm，频率为2.5

5、Hz，在t＝0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为0.2m的Q点（）A．在0.1s时的位移是4cmB．在0.1s时的速度最大C．在0.1s时的速度沿y轴负向D．在0【】0.1s时间内的路程是4cm［解析］依题意smcm恰好半个波长，所以P、Q两质点振动总是相反的．t＝0时P位移为正的最大，Q位移必为负的最大．再过0.1s，即，Q点必位于平衡位置且向正方向运动且速度正向最大．在这0.1s内通过的路程为1倍振幅，即s＝4cm．正确选项为B、D．【例2】如图在一条直线上有三点S、M、N，S为波源，距M点为12m，距N点为21m．由于波源S的振动在直线上形

6、成一列横波，其波长为8m，波速为4m/s，下列说法中正确的是（）A．M点先开始振动，N点后振动，振动时间相差2.25s，但振动周期都为2sB．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向下振动C．M点在最高点时，N点在平衡位置以上向上振动D．振动过程中M、N两点的位移有可能在某时刻相同【解析】由得s，由于S为波源，波向右传播，由得波从M传到N的时间s，则A对，M、N相距9m，则N点的振动与M点后1m的质点的振动完全相同，当M点在最高点时，M点后1m的质点已过了平衡位置向最高点运动，则N点也在平衡位置上方向上振动，则C对B错，实际振动过程中任意两点的位移都有可能相同，因

7、为当这两点的中间点处于最大位移时，此两点的位移就相同，则D对，正确选项为A、C、D．【例3】如图所示，S点为振源，其频率为100Hz，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播途径中的两点，且m，m，当S通过平衡位置向上运动时，（）A．P在波谷，Q在波峰B．P在波峰，Q在波谷C．P、Q都在波峰D．P通过平衡位置向上振动，Q通过平衡位置向下振动【解析】由得，m，，则P点与S点右侧距S点的质点的振动完全相同，Q点与S点右侧距S点的质点振动完全相同，波向右传，当S通过平衡位置且向上运动时，其右侧的质点在波谷，其右侧3的质点在波峰，则P点在波谷，Q点在波峰

8、，正确选项为A。解决此类波动问题，完全