2018-2019高中物理第十二章机械波第3节波长频率和波速课件新人教版选修3 .ppt

第十二章,机械波,第三节波长、频率和波速,课前预习,1定义在波动中，_总是相同的两个_质点间的距离。2特征(1)在横波中，两个_的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中，两个_的密部(或疏部)间的距离等于波长。(2)经过一个周期，振动在介质中_等于波长。,波长(),振动相位,相邻,相邻,相邻,传播的距离,1波的周期和频率在波动中，各个质点的振动周期或频率是_的，它们都等于_的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做_的周期或频率，分别用_和_表达。2决定因素波的周期或频率由_的周期或频率决定。3时、空的对应性在_的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。,波的周期(T)和频率(f),相同,波源,波,T,f,波源,一个周期,1定义波速是指振动在介质中_的速度，而不是介质质点的_速度，波速等于_与_的比值。2计算式v_。此式不仅适用于机械波，也适用于后面要学习的电磁波。,波速(v),传播,振动,波长,周期,3决定因素(1)机械波在介质中的传播速度由_的性质决定，与波长和频率_。(2)在不同的介质中，波速不同，波速还与_有关。4波长的决定因素波长由_和_共同决定。,介质,无关,温度,介质,波源,判一判(1)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。()(2)波速表示介质中质点振动的快慢。()(3)波的传播速度由波源决定。()(4)横波中相邻两个波峰之间的距离，纵波中密部中央和疏部中央之间的距离都是一个波长。()(5)波在同一种均匀介质中匀速传播，波由一种介质进入另一种介质，频率不变，但波速和波长都要改变。(),选一选(多选)三条在同一水平面上相互平行的弹性绳，在左端同一地点同时开始振动，经过一定时间后出现如图所示的情况，MN是距起始点相同距离的一条界线，则()AB波的波长最大BA波的振动频率最大CA、B、C三列波的传播速度相等DC与A、B的材料一定不同解析：由图可知，B波的波长最大，A、B的传播速度相等，C波的传播速度最小，由于机械波的传播速度由介质决定，所以C与A、B的材料一定不同。在相同时间内，A波的波源做全振动的次数最多，因此A波的振动频率最大。,ABD,想一想有人认为：“由公式vf知，波的频率越高，波速越大。”这种说法正确吗？答案：不正确。解析：机械波的传播速度只与介质本身的性质和温度有关，与波的频率无关。,课内探究,一个高个子人和一个矮个子人并肩行走(如图)，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？提示：波长、频率、波速可类比为：人每一步跨的距离、双腿交替的频率、前进的速度。,探究一对波长、波速、频率的理解,(3)波的空间周期性相隔距离为一个波长的整数倍的两质点，振动情况完全相同，即离开平衡位置的位移“总是”相等，振动速度大小和方向也“总是”相同，因而波长显示了波的空间周期性。相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完全相反，即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。,(4)寻找波长的简易方法在横波中，两个相邻波峰(或两个相邻波谷)之间的距离等于波长，如图(a)所示；在纵波中，两个相邻密部(或两个相邻疏部)之间的距离等于波长，如图(b)所示。,特别提醒：(1)我们听到的种类繁多的声音有高低和强弱之分，声调的高低由声波的频率决定，即取决于不同发声体的振动频率。声音的强弱由声波的能量决定，体现为介质中质点振动的强弱。各种声音在空气中传播速度约为340m/s。(2)波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变。,(吉林省八校20172018学年高二下学期期中联考)一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()AA1mf5HzBA0.5mf5HzCA1mf2.5HzDA0.5mf2.5Hz解题指导：由图可直接读取振幅和波长。由传播时间0.6s可求波速。由vT可求周期和频率。,D,对点训练1(辽宁省实验中学分校2017年高二下学期期中)位于介质和分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波，如图所示。若在两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则()Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2Df10.5f2，v1v2,C,一列机械波某时刻的波形图如图所示。(1)a质点需多长时间第一次运动到波峰？(2)与a质点运动速度始终相等的质点有几个？,探究二波动问题的多解性,1波的周期性造成多解(1)时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确。(2)空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确。2传播方向的双向性造成多解(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定。(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定,3解决波动问题应注意的问题由于波动问题的多解性，在解题时一定要考虑其所有的可能性：质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能。只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能。只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等。解决此类问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关系，则加nT；如知空间关系，则加n。,一列简谐横波在x轴上传播，在t10和t20.05s时，其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示，求：(1)这列波可能具有的波速。(2)当波速为280m/s时，波的传播方向如何？以此波速传播时，x8m处的质点P从平衡位置运动至波谷所需的最短时间是多少？解题指导：解此类问题要充分考虑波传播方向的双向性造成的多解。,答案：(1)v(4080k)m/s当k0、2、4时，波沿x轴正向传播。当k1、3、5时，波沿x轴负向传播。(2)波沿x方向传播，t2.1102s。,对点训练2(多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示，经过一段时间，波形变成如图中虚线所示，已知波速大小为1cm/s。则这段时间可能是()A1sB2sC3sD4s,AC,素养提升,已知一个时刻的波形画出另一个时刻的波形,2平移法：波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间，即机械波在介质中是以一定的速率v(通常称波速)传播。在时间t内某一波峰或波谷(密部或疏部)沿波的传播方向移动的距离等于vt。如果已知一列简谐波在t时刻的波形图及波的传播方向，又知波速，就可以画出经t后的波形图。具体方法是：在已知的某