河北地区高中物理第十二章机械波12.3波长频率和波速1学案无解答新人教选修.docx

12.3 波长、频率和波速目标定位 1.理解波长的含义，能从波的图象中求出波长.2.知道波传播的周期和频率，理解波的周期和频率与质点振动的周期和频率的关系.3.会用公式vf解答实际的波动问题.4.掌握波在传播过程中的周期性和双向性一、波长、周期和频率问题设计学习了波的图象之后，甲同学认为两波峰间或两波谷间的距离就是一个波长，乙同学认为相邻波峰与波谷间的距离为一个波长，而丙同学认为相邻波峰与波谷间的距离应为半个波长你认为他们的想法对吗？为什么？要点提炼1波长(1)在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，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 部或两个 之间的距离等于波长(3)相距一个(或整数倍个)波长的两个质点在任何时刻振动状态都 (4)波长反映了波 的周期性2周期(T)和频率(f)(1)介质中各个质点振动的周期或频率是相同的，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 的周期性延伸思考“振动相位总是相同”的含义是什么？二、波速问题设计游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，这说明什么？当波从一种介质进入另一种介质时波速是否改变？阅读课本内容“0 时几种介质中的声速 v/(ms1)”，说明波速与什么有关要点提炼1波速(1)定义：波在介质中传播的速度(2)定义式：v 2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3造成波动问题多解的主要因素(1)周期性时间周期性：时间间隔t与周期T的关系不明确空间周期性：波传播距离x与波长的关系不明确(2)双向性传播方向双向性：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延伸思考波速就是质点振动速度吗？一、对波长、周期、频率和波速的理解例1 下列说法正确的是( )A当机械波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是波长B传播一列简谐波的同一种均匀介质中各质点具有相同的周期和振幅C由波在均匀介质中的传播速度公式vf可知，频率越高，波速越大D在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动情况完全相同例2 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AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD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P点与波源距离svT，则同一时刻质点P的位移与波源的位移相同二、波的多解性例3 一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形如图1中的实线和虚线所示图1(1)设周期大于(t2t1)，求波速；(2)设周期小于(t2t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向例4 如图2所示，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15 m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是( )图2A0.6 m B0.3 mC0.2 m D0.1 m1.(对波长的理解)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2(波长、周期、频率和波速)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点( )A它的振动速度等于波的传播速度B它的振动方向一定垂直于波的传播方向C它在一个周期内走过的路程等于一个波长D它的振动频率等于波源的振动频率3(波长、周期、频率和波速)如图3所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x5 m的M点时开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法中正确的是( )图3A这列波的波长是4 mB这列波的传播速度是10 m/sC质点Q(x9 m)经过0.5 s才第一次到达波峰DM点以后各质点开始振动的方向都是向下4(波的多解性)一列横波在t0时刻的波形如图4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( )图4A波长一定是4 cmB周期一定是4 sC振幅一定是2 cmD传播速度一定是1 cm/s题组一 波长、周期、频率和波速1下列等于一个波长的是( )A在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离B波峰与波峰间的距离或波谷与波谷间的距离C一个周期内振动传播的距离D一个正弦波形的曲线长2声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时( )A频率变小，波长变大 B波长变小，频率变大C频率不变，波长变大 D频率不变，波长变小3关于波的频率，下列说法正确的是( )A波的频率由波源决定，与介质无关B波的频率与波速无直接关系C波由一种介质传到另一种介质时，频率要发生变化D由公式f可知，频率与波速成正比，与波长成反比4如图1所示为一列简谐波在某一时刻的波形图，以下判断正确的是( )图1AB、C两点的振幅相同BC、E两点的平衡位置间的距离为半个波长CA、C两质点的位移相同D波在A、B两质点间传播的时间为周期5图2是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率分别为( )图2A5 m,1 Hz B10 m,2 HzC5 m,2 Hz D10 m,1 Hz题组二 波的多解性6一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为( )A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m7一列简谐横波在t0时刻的波形如图3中的实线所示，t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是( )图3A2 m/s B3 m/s C4 m/s D5 m/s8.一列简谐波在t时刻的波形如图4中实线所示，此时刻质点M的运动方向向上，经过时间t后的波形如图中虚线所示，若振源周期为T，则( )图4At一定为T Bt可能为TCt一定为T Dt可能为T9一列波长大于3 m的横波沿着x轴正方向传播，处在x11.5 m和x24.5 m的两质点A、B的振动图象如图5所示由此可知( )图5A1 s末A、B两质点的位移相同B2 s末A点的振动速度大于B点振动速度C波长为4 mD波速为1 m/s题组三 综合应用10.一列波沿直线传播，某时刻的波形图如图6所示，处在平衡位置上的a质点，与坐标原点相距0.6 m，a正向上运动，再经0.02 s，a将第一次到达波峰，则：图6(1)该波的传播方向；(2)该波的周期；(3)该波的波速11如图7所示，甲为某一列波在t1.0 s时的图象，乙为参与该波动的P质点的振动图象图7(1)求该波波速v