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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课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 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学习习目目标标：1.理理解解波波长长、频频率率和和波波速速的的物物理理意意义义以以及及相互关系相互关系2会应用波的知识分析和解决问题会应用波的知识分析和解决问题重重点点难难点点：1.波波长长、频频率率、波波速速这这三三个个物物理理量量及及这这三三个量间的关系个量间的关系2波波的的传传播播具具有有空空间间、时时间间上上的的周周期期性性，易易出出现现多多解问题解问题课前自主学案课前自
2、主学案一、波一、波长长()1定定义义：在在波波动动中中，_总总是是相相同同的的两两个个_质质点点间间的距离，叫做波的距离，叫做波长长，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_之之间间的的距距离离等等于于波波长长；在在纵纵波波中中，两两个个_或或两两个个_之之间间的的距距离离等等于波于波长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相同相同波源波源波源波源波波长长倒数倒数三、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
3、式式： _ ，它它又又等等于于_与与_的乘积，公式为的乘积，公式为_ .3决决定定波波速速的的因因素素：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_的的性性质质决决定定，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决决定定波波长长的的因因素素：波波长长由由_和和_共共同同决决定定传传播播波波长长频频率率vf介介质质本身本身不同不同温度温度波源波源介介质质核心要点突破核心要点突破一、波一、波长长的确定及波的确定及波长长、频频率、波速的关系率、波速的关系1波波长长的确定的确定(1)根据定根据定义义确定确定在在波波动动中中，振振动动相相位位总总是是相
4、相同同的的两两个个相相邻邻质质点点间间的距离等于一个波的距离等于一个波长长波在一个周期内波在一个周期内传传播的距离等于一个波播的距离等于一个波长长(2)根据波动图象确定根据波动图象确定在在波波动动图图象象上上，振振动动位位移移总总是是相相同同的的两两个个相相邻邻质点间的距离为一个波长质点间的距离为一个波长在在波波动动图图象象上上，运运动动状状态态(速速度度)总总是是相相同同的的两两个相邻质点间的距离为一个波长个相邻质点间的距离为一个波长在在波波动动图图象象上上，两两个个相相邻邻波波峰峰(或或波波谷谷)间间的的距距离为一个波长离为一个波长(3)根据公式根据公式vT来确定来确定特特别别提提醒醒：(
5、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变导致了波速和波长的改变(2)波波长长也也是是波波的的周周期期性性的的体体现现，它它体体现现的的是是波波的的空间上的周期性空间上的周期性即时应用即时应用(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，下下列列说说法法中中正正确的是确的是()A振幅越大，则波传播的速度越快振幅越大，则波传播的速度越快B频率越高，则波传播的速度越快频率越高，则波传播的速度越快C在在一一个个周周期期内内，振振动
6、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，波传播的距离等于一个波长在一个周期内，波传播的距离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定定,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距离等于一个波长播的距离等于一个波长，D选项正确选项正
7、确二、波的多解问题及处理方法二、波的多解问题及处理方法1造成波动问题多解的主要因素造成波动问题多解的主要因素(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刻刻的的波波形形图图完完全全相相同同，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造成多解不明确造成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距距离离的的两两质质点点的的振振动动情情况况完完全全相相同同，质质点点间间距离距离x与波长与波长的关系不明确造成多解的关系不明确造成多解(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
8、向不不同同，质质点点的的振振动方向也不同，反之亦然动方向也不同，反之亦然传播方向双向性：波的传播方向不确定传播方向双向性：波的传播方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定振动方向双向性：质点振动方向不确定2波动问题的几种可能性波动问题的几种可能性(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能两种可能(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下向下(或向左、向右或向左、向右)的两种可能的两种可能(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿x轴轴正方向和正
9、方向和x轴负方向两个方向传播的可能轴负方向两个方向传播的可能(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等等3解决波的多解问题的方法解决波的多解问题的方法(1)解解决决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一一般般的的思思维维方方法法，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，在在此此基基础础上上，再再加加上上时时间间nT；或或找找到到一一个个波波长内满足条件的特例，在此基础上再加上距离长内满足条件的特例，在此基础上再加上距离n.(2)解解决决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考考
10、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)两两方方向向传传播播的的可可能能，质点有向上、下质点有向上、下(或左、右或左、右)两方向振动的可能两方向振动的可能即时应用即时应用(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处该波的波长可能等于处该波的波长可能等于()A0.60 mB0.20 mC0.12 m D0.086 m课堂互动讲练课
11、堂互动讲练类型一类型一对波长概念的理解对波长概念的理解 图图1231是是一一列列简简谐谐波波在在某某一一时时刻刻的的波波形形图图象下列象下列说说法中正确的是法中正确的是()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相在振动过程中位移总是相同的同的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的平衡位置间的距离是一个波长的平衡位置间的距离是一个波长D质点质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们的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平衡位置间的距离是一个波长【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
12、质点点A、C、E、G、I在在该该时时刻刻的的位位移移都都是是零零，由由于于波波的的传传播播方方向向是是向向右右的的，容容易易判判断断出出质质点点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，因因而而这这五五个个点点的的位位移移不不总总是是相相同同，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，它们的振动步调完全相同，在振动过它们的振动步调完全相同，在振动过程程中中位位移移总总是是相相等等的的,故故选选项项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，
13、它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的距距离离等等于于一一个个波波长长，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相相同同，振振动动步步调调也也完完全全相相同同，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调调完完全全相相同同的的两两个个点点，它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的距距离离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相相同同的的点点有有很很多多，只只
14、有有相相邻邻的两质点间的距离才等于一个波长的两质点间的距离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，下下列列说说法法正正确确的的是是 ()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相同总是相同B运动情况总是相同的两个质点相距一个波长运动情况总是相同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距距离离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距距离离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波波
15、动动在在t1.0 s时时的的图图象象，图图乙乙为为参参与与该该波波动动的的质质点点P的的振振动动图图象象图图1232类型二类型二波长、波速和周期关系的应用波长、波速和周期关系的应用(1)判断波的传播方向；判断波的传播方向；(2)求该波波速求该波波速【答案答案】(1)向左传播向左传播(2)4.0 m/s变变式式训训练练2(2010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时时刻刻开开始始向向上上振振动动,形形成成向向右右传传播播的的一一列列横横波波t14 s时时，距距离离O点点为为3 m的的A点点第第一一次次达达到到波波峰峰；t27 s时时，距距离离O点点为为4 m的的B点点第第
16、一一次次达达到到波波谷谷则以下说法正确的是则以下说法正确的是()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距距离离O点点为为1 m的的质质点点第第一一次次开开始始向向上上振振动动的的时时刻为刻为6 s末末 如如图图1233所所示示，实实线线是是某某时时刻刻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)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期若波向左传播，求它的可能周期和最大周期(2)若波向右传播，求它的可能传播速度若波向右传播，求它的可能
17、传播速度(3)若波速是若波速是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】在在解解决决波波动动问问题题时时，一一定定要要注注意意考考虑虑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间的周期性，即空间的周期性，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，则所示，则()图图1234A该波的振幅可能是该波的振幅可能是20 cmB该波的波长可能是该波的波长可能是8.4 mC该波的波速可能是该波的波速可能是10.5 m/sD该波由该波由a传播到传播到b可能历时可能历时7 s本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用
