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1、第二章,2 波速与波长、频率的关系,学习目标 1.理解波长、频率和波速的物理意义. 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.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、波长、振幅和频率,如图1所示为一列向右传播的机械波. (1)1和9、2和10、3和11每两个点的振动有什么共同的特点？,答案 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.,答案,图1,(2)1和9、2和10、3和11每两个点到平衡位置的距离是否相等？,答案 相等,答案,1.波长 (1)定义： 沿波的传播方向，任意两个 的质点之间的距离
2、(包含 “完整的波”)，叫做波的波长，常用表示. (2)横波中任意两个 的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长.纵波中任意两个 的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长.,相邻的同相振动,一个,相邻,相邻,2.振幅 (1)定义：在波动中，各质点离开平衡位置的 ，即其振动的振幅，也称为 振幅. (2)波的振幅大小是波所传播 的直接量度. 3.频率 (1)定义：波在传播过程中，介质中质点振动的频率都 ，这个频率被称为波的频率. (2)波的频率等于 振动的频率，与介质的种类 . (3)频率与周期的关系：f_或fT .,最大距离,波的,能量,相同,波源,无关,1,判断下列说法的正误. (1)在波的传播方向上
3、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)当波源运动到平衡位置时，振动振幅减小为零. ( ) (4)波的频率由介质决定. ( ),二、波速,如图2所示为一列向右传播的机械波，当波源1开始振动一个周期时，质点9刚好要开始振动.,答案 再过一个周期，波将传播到质点17.,答案,图2,(1)再过一个周期，波将传播到哪个质点？画出一个周期后的波形图.,(2)经过一个周期，波传播了多大的距离？怎样计算波传播的速度？,答案 经过一个周期，波传播了一个波长.v .,答案,1.波速：机械波在 中的传播速度. 2.波速的决
4、定因素：由 本身的性质决定. 3.波速、波长、周期(频率)的关系：v_或v .,4.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 ，而与v、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.,介质,介质,f,波源,波速,频率,判断下列说法的正误. (1)声波由空气进入水中传播时，波速增大了，根据vf可知，频率变大. ( ) (2)机械波的频率越大，传播速度越大. ( ) (3)声波在空气中传播的速度与波的频率无关. ( ) (4)相同频率的波在不同介质中传播的速度是相同的.
5、 ( ) (5)根据v 可知，机械波的波长越长，周期越小，波速越大. ( ),题型探究,一、波长、频率(周期)和波速的理解,例1 (多选)关于波长，下列说法中正确的是 A.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一 个波长 B.两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一 个波长 C.在纵波中，两个疏部或两个密部之间的距离等于波长 D.在横波中，两个相邻波峰间的距离是一个波长,解析,答案,解析 由波长的定义可知，在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长，由波的周期性可知两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长.可知选
6、项A、B、D正确.,例2 (多选)关于波长、周期(频率)和波速的理解，下列说法正确的是 A.波速表示介质质点振动的快慢 B.质点的振动周期就是波源的周期 C.质点的振动频率等于波源的振动频率 D.质点在一个周期内走过的路程等于一个波长,解析,答案,解析 机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身的性质决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念，A错误； 波的周期性是由质点振动的周期性决定的，B正确； 质点的振动频率等于波源的振动频率，C正确； 机械波在传播过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自的平衡位置附近做简谐运动，一个周期内质点振动走过的路程是振幅的4倍，振动速度和传播速度
7、无关，D错误.,解析,答案,例3 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、1、v1和f2、2、v2，它们之间的关系是 A.f1f2，12，v1v2 B.f1f2，12，v1v2 D.以上说法都不正确,二、波速与波长、周期、频率的关系,解析 由于两声音是同一种机械波，因而波速相同，A、B均排除， 而音调高即是频率高，即f1f2，再由vf，v相同，f1f2，所以12，因而C正确，D错误.,例4 (多选)湖面上停着A、B两条小船，它们相距20 m，一列水波正在湖面上沿AB连线方向传播，每条小船每分钟上下浮动20次.当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰.下列说法正确的
8、是,解析,答案,D.若引起水波的波源振动加快，波的传播速度将变慢 E.若引起水波的波源振动减慢，波的传播速度将变快,波的传播速度由介质的性质决定，与波源的振动速度无关，故D、E错误.,达标检测,1.(多选)关于机械波的频率、波速、波长，下列说法正确的是 A.两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长 B.波的频率等于波源的振动频率 C.波速等于波源的振动速度 D.波由一种介质进入另一种介质，波速和波长都要改变,答案,1,2,3,4,解析,解析 由波长的定义可知，两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长，选项A错误； 由波的频率定义可知选项B正确； 波速是波的传播速度，与波源的振动
9、速度不同，选项C错误； 波在同一种均匀介质中匀速传播，进入不同介质时，频率不变，但波速改变，由v 可知波长改变，选项D正确.,1,2,3,4,2.(多选)一振动周期为T、振幅为A、位于x0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A B.周期一定为T C.速度的最大值一定为v D.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.若质点P与波源的距离xvT，则质点P振动后任一时刻的位移与波源的 位移相同,1,2,3,4,答案,解析,1,2
10、,3,4,解析 机械波的传播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相同，A、B正确； 质点P的振动速度与波的传播速度v无关，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； 若质点P与波源的距离xvT，因相差波长整数倍的质点振动情况都相同，故E正确.,答案,解析,1,2,3,4,3.为了研究乐音的物理规律，某同学用计算机录制下优美的笛声do和sol，然后在电脑上用软件播放，分别得到如图3(a)和图(b)的两个振动图像，由此可以判断 A.do和sol的周期之比约为23 B.do和sol在空气中传播的波长之比为2
11、3 C.do和sol的频率之比约为23 D.do和sol在空气中传播的波速之比为32,图8,1,2,3,4,解析 由图像可以观察得到当do完成2个周期时，sol完成3个周期，故do和sol的周期之比约为32，故A错误； 由f 知，do和sol的频率之比约为23.由于两列波都是声波，故do和sol在空气中传播的波速相同，根据波速公式vf得： ，可得：do和sol在空气中传播的波长之比为32，故B、D错误.,4.(多选)在O点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波.t14 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t27 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷.则以下说法正确的是 A.该横波的波长为2 m B.该横波的周期为4 s C.该横波的波速为1 m/s D.距离O点5 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,
