《2017-2018学年同步备课套餐之物理人教浙江专版选修3-4课件：第十二章机械波 3 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年同步备课套餐之物理人教浙江专版选修3-4课件：第十二章机械波 3 （32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章,3 波长、频率和波速,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、波长、周期和频率,一列向右传播的机械波的图象如图1所示.,答案,(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？,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,图1,答案,(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 相等,1.波长 (1)在波动中，振动步调总是相同的两个 质点间的距离，叫做波长，通常用表示. (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)相距一个(或整数倍个)波长的两个质
2、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,相同,相邻疏部,空间,2.周期T和频率f (1)在波动中各个质点的振动周期或频率是相同的，它们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,判断下列说法的正误. (1)在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长.( ) (2)在一个周期内某个质点所走过的路程等于波长.( ) (3)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. ( ) (4)两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离
3、为一个波长.( ),二、波速与波长、频率的关系,一列向右传播的机械波的图象如图2所示，当振源1开始振动一个周期时，质点9刚好要开始振动.,答案,(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.,图2,答案 再过一个周期，波将传播到质点17.,(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,答案 经过一个周期，波传播了一个波长.v .,1.定义：波速是指波在 传播的速度. 2.特点： (1)机械波在介质中的传播速度是由介质本身的性质决定的，同频率的机械波在不同的介质中传播速度 (填“相等”或“不相等”). (2)某种机械波从一种介质进入另一种介质，频率 ，波
4、速 . 3.波长、频率(周期)和波速之间的关系：v f.,介质中,不相等,不变,改变,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)周期和频率取决于波源，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.,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)根据
5、v 可知，机械波的波长越长，周期越小，波速越大.( ),题型探究,一、波长的概念,波长的三种确定方法 1.根据定义确定： (1)在波动中，振动步调总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长. (2)波在一个周期内传播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vT来确定.,例1 (多选)如图3所示是一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法中正确的是 A.质点A、C、E、
6、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等 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,解析,答案,图3,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等，B正确； 质点D、H是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
7、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.,例2 (多选)一列简谐横波在t0时的波形图如图4所示.介质中x2 m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10 sin (5t) cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是 A.周期为4 s B.振幅为20 cm C.传播方向沿x轴正向 D.传播速度为10 m/s,二、波速与波长、周期(频率)的关系,图4,解析,答案,解析 5 rad/s ，周期为T 0.4 s.由题目中波的图象得：振幅A10 cm，波长4 m，故波速为v 10 m/
8、s.P点在t0时振动方向为y轴正方向，故波沿x轴正方向传播.,波的图象的周期性特点 (1)质点振动时，每隔一个周期总是重复前面的振动，所以每隔一个周期，波恢复原波形，则tnT时刻波的图象与t时刻的波形相同，t(n0.5)T时刻波的图象与t时刻波形关于x轴对称. (2)沿波的传播方向，每经过一个或几个波长，波形不变.,三、波的多解性,例3 (2016富阳高二检测)如图5所示，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时刻的波形，虚线是该波在t0.20 s时刻的波形，则此列波的周期可能为 A.0.16 s B.0.20 s C.0.32 s D.0.40 s,解析,答案,图5,解析 设波的周期为T
9、，波沿x轴正方向传播，,当n1时，T0.16 s，由于n是整数，T不可能等于0.20 s、0.32 s、0.40 s，A正确.,例4 (2016开化高二检测)一列简谐横波沿水平方向传播，在传播方向上，介质中的A、B两点相距6 m，某时刻A正处于波峰，B在平衡位置且速度方向向下.已知波长3 m，频率为10 Hz.问： (1)若波由A向B传播，波速最大可能是多大？,解析,答案,答案 80 m/s,解析 波由A传向B，则有,由于3 m，则当n0时有最大速度，为vmax80 m/s.,(2)若波由B向A传播，波速最小可能是多大？,解析,答案,答案 48 m/s,解析 波由B传向A，则有,由于3 m，则
10、当n1时有最小速度，为vmin48 m/s.,达标检测,1.(多选)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是相同 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，波峰到相邻的波谷之间的距离等于半个波长,答案,1,2,3,解析,解析 平衡位置相距一个波长的两个质点位移总是相同，加速度也总是相同，速度也总是相同，所以A对； 运动情况总是相同的两个质点可能相距一个波长，也可能相距多个波长，B错； 在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于一个波长，C对； 在横波中，从波峰到相邻的波谷的连线要大于
11、半个波长，应该说它们的平衡位置间的距离等于半个波长，D错.,1,2,3,2.(2016茅盾中学高二第二学期期中)周期为2.0 s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图6所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波 A.沿x轴正方向传播，波速v20 m/s B.沿x轴正方向传播，波速v10 m/s C.沿x轴负方向传播，波速v20 m/s D.沿x轴负方向传播，波速v10 m/s,1,2,3,图6,解析,答案,解析 已知此时P点的运动方向沿y轴负方向，可知波沿x轴正方向传播；由题目中波的图象可知20 m，又T2.0 s，则波速v 10 m/s.故B选项正确.,答案,解析,1,2,3,3.(多选)一列横波在t0时刻的波形如图7中实线所示，在t1 s时的波形如图中虚线所示.由此可以判定此波的 A.波长一定是4 cm B.周期一定是4 s C.振幅一定是2 cm D.传播速度一定是1 cm/s,图7,1,2,3,解析 直接从题图上读出振幅是2 cm，波长是4 cm，故A、C选项正确； 1 s时间与周期的关系是nT T1 s(n0,1,2,3)，是不确定解，因此B选项错； 同理，传播速度v 也不确定，D选项错.,
