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1、第三节波长、频率和波速第三节波长、频率和波速课前自主学案前自主学案中心要点突破中心要点突破课堂互堂互动讲练课标定位定位知能知能优化化训练 第第三三节节波波长长、频频率率和和波波速速课标定位课标定位学习目的：学习目的：1.了解波长、频率和波速的物理意义以及了解波长、频率和波速的物理意义以及相互关系相互关系2会运用波的知识分析和处理问题会运用波的知识分析和处理问题重点难点：重点难点：1.波长、频率、波速这三个物理量及这三波长、频率、波速这三个物理量及这三个量间的关系个量间的关系2波的传播具有空间、时间上的周期性，易出现多波的传播具有空间、时间上的周期性，易出现多解问题解问题课前自主学案课前自主学案
2、一、波一、波长()1定定义：在在动摇中中，_总是是一一样的的两两个个_质点点间的的间隔，叫做波隔，叫做波长，用，用表示表示2特特征征：在在横横波波中中，两两个个_或或两两个个_之之间的的间隔隔等等于于波波长；在在纵波波中中，两两个个_或或两两个个_之之间的的间隔等于波隔等于波长振振动动相位相位相相邻邻相相邻邻波峰波峰相相邻邻波谷波谷相相邻邻密部密部相相邻邻疏部疏部一一样波源波源波源波源波波长倒数倒数三、波速三、波速(v)1波波速速：波波速速是是指指机机械械波波在在介介质质中中_的的速速度度波速等于波长与周期的比值波速等于波长与周期的比值2波波速速公公式式： _ ，它它又又等等于于_与与_的乘积
3、，公式为的乘积，公式为_ .3决决议议波波速速的的要要素素：机机械械波波在在介介质质中中的的传传播播速速度度由由_的的性性质质决决议议，在在不不同同的的介介质质中中，波波速速_，另外，波速还与，另外，波速还与_有关有关4决决议议波波长长的的要要素素：波波长长由由_和和_共共同同决决议议传播播波波长频率率vf介介质本身本身不同不同温度温度波源波源介介质质中心要点突破中心要点突破一、波一、波长确确实定及波定及波长、频率、波速的关系率、波速的关系1波波长确确实定定(1)根据定根据定义确定确定在在动摇中中，振振动相相位位总是是一一样的的两两个个相相邻质点点间的的间隔等于一个波隔等于一个波长波在一个周期
4、内波在一个周期内传播的播的间隔等于一个波隔等于一个波长(2)根据根据动摇图动摇图象确定象确定在在动动摇摇图图象象上上，振振动动位位移移总总是是一一样样的的两两个个相相邻邻质质点点间间的的间间隔隔为为一个波一个波长长在在动动摇摇图图象象上上，运运动动形形状状(速速度度)总总是是一一样样的的两两个相个相邻质邻质点点间间的的间间隔隔为为一个波一个波长长在在动动摇摇图图象象上上，两两个个相相邻邻波波峰峰(或或波波谷谷)间间的的间间隔隔为为一个波一个波长长(3)根据公式根据公式vT来确定来确定特特别别提提示示：(1)波波从从一一种种介介质质进进入入另另外外一一种种介介质质，波波源源没没变变，波波的的频频
5、率率不不会会发发生生变变化化；介介质质的的变变化化导致了波速和波长的改动导致了波速和波长的改动(2)波波长长也也是是波波的的周周期期性性的的表表达达，它它表表达达的的是是波波的的空间上的周期性空间上的周期性即时运用即时运用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1简简谐谐波波在在给给定定的的介介质质中中传传播播时时，以以下下说说法法中中正正确的选项是确的选项是()A振幅越大，那么波传播的速度越快振幅越大，那么波传播的速度越快B频率越高，那么波传播的速度越快频率越高，那么波传播的速度越快C在在一一个个周周期期内内，振振动动质质点点走走过过的的路路程程等等于于一一个个波长波长D在一个周期内，波传播
6、的间隔等于一个波长在一个周期内，波传播的间隔等于一个波长解解析析：选选D.波波在在介介质质中中传传播播的的快快慢慢程程度度称称为为波波速速波波速速的的大大小小由由介介质质本本身身的的性性质质决决议议,与与振振幅幅无无关关，所所以以A、B选选项项错错由由于于振振动动质质点点做做简简谐谐运运动动在在一一个个周周期期内内,振振动动质质点点走走过过的的路路程程等等于于振振幅幅的的4倍倍，所所以以C选选项项错错误误；经经过过一一个个周周期期T,振振动动在在介介质质中中传传播的间隔等于一个波长播的间隔等于一个波长，D选项正确选项正确二、波的多解问题及处置方法二、波的多解问题及处置方法1呵斥动摇问题多解的主
7、要要素呵斥动摇问题多解的主要要素(1)周期性周期性时时间间周周期期性性：相相隔隔周周期期整整数数倍倍时时间间的的两两个个时时辰辰的的波波形形图图完完全全一一样样，时时间间间间隔隔t与与周周期期T的的关关系系不明确呵斥多解不明确呵斥多解空空间间周周期期性性：沿沿传传播播的的方方向向上上，相相隔隔波波长长的的整整数数倍倍间间隔隔的的两两质质点点的的振振动动情情况况完完全全一一样样，质质点点间间间隔间隔x与波长与波长的关系不明确呵斥多解的关系不明确呵斥多解(2)双向性双向性对对给给定定的的波波形形图图，波波的的传传播播方方向向不不同同，质质点点的的振振动动方向也不同，反之亦然方向也不同，反之亦然传传
8、播方向双向性：波的播方向双向性：波的传传播方向不确定播方向不确定振振动动方向双向性：方向双向性：质质点振点振动动方向不确定方向不确定2动摇问题的几种能够性动摇问题的几种能够性(1)质点到达最大位移处，那么有正向和负向最大位质点到达最大位移处，那么有正向和负向最大位移两种能够移两种能够(2)质点由平衡位置开场振动，那么有起振方向向上、质点由平衡位置开场振动，那么有起振方向向上、向下向下(或向左、向右或向左、向右)的两种能够的两种能够(3)只通知波速不指明波的传播方向，应思索沿只通知波速不指明波的传播方向，应思索沿x轴轴正方向和正方向和x轴负方向两个方向传播的能够轴负方向两个方向传播的能够(4)只
9、给出两时辰的波形，那么有多次反复出现的能只给出两时辰的波形，那么有多次反复出现的能够等够等3处处理波的多解理波的多解问题问题的方法的方法(1)处处理理周周期期性性多多解解问问题题时时，往往往往采采用用从从特特殊殊到到普普通通的的思思想想方方法法，即即找找到到一一个个周周期期内内满满足足条条件件的的特特例例，在在此此根根底底上上，再再加加上上时时间间nT；或或找找到到一一个个波波长长内内满满足条件的特例，在此根底上再加上足条件的特例，在此根底上再加上间间隔隔n.(2)处处理理双双向向性性多多解解问问题题时时,养养成成全全面面思思索索的的习习惯惯，熟熟知知波波有有向向正正、负负(或或左左、右右)两
10、两方方向向传传播播的的能能够够，质质点有向上、下点有向上、下(或左、右或左、右)两方向振两方向振动动的能的能够够即时运用即时运用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，振振幅幅为为A.t0时时，平平衡衡位位置置在在x0处处的的质质点点位位于于y0处处，且且向向y轴轴负负方方向向运运动动；此此时时，平平衡衡位位置置在在x0.15 m处处的的质点位于质点位于yA处该波的波长能够等于处该波的波长能够等于()A0.60 mB0.20 mC0.12 m D0.086 m课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对波长概念的了解对波长概念的了解 图图12
11、31是是一一列列简简谐谐波波在在某某一一时时辰辰的的波波形形图图象以下象以下说说法中正确的法中正确的选项选项是是()图图1231例例例例1 1A质点质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是一在振动过程中位移总是一样的样的B质点质点B、F在振动过程中位移总是相等在振动过程中位移总是相等C质点质点D、H的平衡位置间的间隔是一个波长的平衡位置间的间隔是一个波长D质点质点A、I在振动过程中位移总是一样，它们的在振动过程中位移总是一样，它们的平衡位置间的间隔是一个波长平衡位置间的间隔是一个波长【精精讲讲精精析析】从从图图象象中中可可以以看看出出质质点点A、C、E、G、I在在该该时时辰辰的的位位移移都都
12、是是零零，由由于于波波的的传传播播方方向向是是向向右右的的，容容易易判判别别出出质质点点A、E、I的的速速度度方方向向是是向向下下的的，而而质质点点C、G的的速速度度方方向向是是向向上上的的，因因此此这这五五个个点点的的位位移移不不总总是是一一样样，所所以以选选项项A是是错错误误的的质质点点B、F是是处处在在相相邻邻的的两两个个波波峰峰的的点点，它们的振动步伐完全一样，在振动过它们的振动步伐完全一样，在振动过程程中中位位移移总总是是相相等等的的,应应选选项项B是是正正确确的的质质点点D、H是是处处在在相相邻邻的的两两个个波波谷谷的的点点，它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的间间隔隔等等于于
13、一一个个波波长长，所所以以选选项项C也也是是正正确确的的虽虽然然质质点点A、I在在振振动动过过程程中中位位移移总总是是一一样样，振振动动步步伐伐也也完完全全一一样样，但但由由于于它它们们不不是是相相邻邻的的振振动动步步伐伐完完全全一一样样的的两两个个点点，它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的间间隔隔不不是是一一个波长个波长(应为两个波长应为两个波长),所以选项所以选项D是错误的是错误的【答案】【答案】BC【误误区区警警示示】由由于于波波的的周周期期性性，每每时时每每刻刻振振动动相相位位或或位位移移总总是是一一样样的的点点有有很很多多，只只需需相相邻邻的两质点间的间隔才等于一个波长的两质点间
14、的间隔才等于一个波长变变式式训训练练1关关于于机机械械波波的的波波长长，以以下下说说法法正正确确的的选项是选项是 ()A平平衡衡位位置置相相距距一一个个波波长长的的两两个个质质点点运运动动情情况况总是一样总是一样B运动情况总是一样的两个质点相距一个波长运动情况总是一样的两个质点相距一个波长C在在横横波波中中，两两个个相相邻邻的的波波峰峰间间的的间间隔隔等等于于一一个波长个波长D在在横横波波中中，波波峰峰到到相相邻邻的的波波谷谷之之间间的的间间隔隔等等于半个波长于半个波长答案：答案：AC例例例例2 2 如如图图1232所所示示，图图甲甲为为某某一一动动摇摇在在t1.0 s时时的的图图象象，图图乙
15、乙为为参参与与该该动动摇摇的的质质点点P的的振振动动图图象象图图1232类型二类型二波长、波速和周期关系的运用波长、波速和周期关系的运用(1)判别波的传播方向；判别波的传播方向；(2)求该波波速求该波波速【答案】【答案】(1)向左向左传传播播(2)4.0 m/s变变式式训训练练2(2021年年高高考考浙浙江江卷卷)在在O点点有有一一波波源源,t0时时辰辰开开场场向向上上振振动动,构构成成向向右右传传播播的的一一列列横横波波t14 s时时，间间隔隔O点点为为3 m的的A点点第第一一次次到到达达波波峰峰；t27 s时时，间间隔隔O点点为为4 m的的B点点第第一一次次到到达达波波谷谷那么以下说法正确
16、的选项是那么以下说法正确的选项是()A该横波的波长为该横波的波长为2 mB该横波的周期为该横波的周期为4 sC该横波的波速为该横波的波速为1 m/sD间间隔隔O点点为为1 m的的质质点点第第一一次次开开场场向向上上振振动动的的时时辰为辰为6 s末末 如如图图1233所所示示，实实线线是是某某时时辰辰的的波波形形图图象，虚线是象，虚线是0.2 s后的波形图后的波形图图图1233类型三类型三波的多解问题波的多解问题例例例例3 3(1)假设波向左传播，求它的能够周期和最大周期假设波向左传播，求它的能够周期和最大周期(2)假设波向右传播，求它的能够传播速度假设波向右传播，求它的能够传播速度(3)假设波
17、速是假设波速是45 m/s，求波的传播方向，求波的传播方向【误误区区警警示示】在在处处理理动动摇摇问问题题时时，一一定定要要留留意意思思索索波波传传播播方方向向的的双双向向性性，以以及及时时间间的的周周期期性性和和空空间间的周期性，即的周期性，即tnTt，xnx.变变式式训训练练3一一列列简简谐谐横横波波沿沿直直线线由由a向向b传传播播，相相距距10.5 m的的a、b两两处处的的质质点点振振动动图图象象如如图图1234中中a、b所示，那么所示，那么()图图1234A该波的振幅能够是该波的振幅能够是20 cmB该波的波长能够是该波的波长能够是8.4 mC该波的波速能够是该波的波速能够是10.5 m/sD该波由该波由a传播到传播到b能够历时能够历时7 s本部分内容本部分内容讲讲解解终终了了点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢运用运用
