高中物理 第12章 第3节 波长、频率和波速课件 新人教版选修34.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修3 4 机械波 第十二章 第三节波长 频率和波速 第十二章 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 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 一 对波长的理解1 关于波长的定义 相邻的 和 位移总是相等 是波长定义的关键 二者缺一不可 3 波的空间周期性 1 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 2 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 学习了波长的概念之后 甲同学认为两波峰间或两波谷间的距离就是一个波长 乙同学认为在一个周期内 介质中的质点通过的路程为一个波长 他们的观点正确吗 答案 他们的说法都不对 解析 波具有周期性 波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离是波长的整数倍 只有限定相邻波峰或波谷间的距离才是一个波长 所以甲不对 波在传播时 介质中的质点都在平衡位置附近振动 不随波的传播而迁移 一个周期内质点通过的路程为四倍振幅 而不等于一个波长 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 有人认为 由公式v f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 三 关于波的问题的多解性造成波动问题多解的主要因素有 1 周期性 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 双向性 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 对机械波关系式v f的下列说法中正确的是 a v f适用于一切波 波长 波速和频率的关系 解析 公式v f适用于一切波 无论是机械波还是电磁波 a正确 机械波的波速仅由介质决定 与波长 无关 所以d错误 对同一列波 其频率由振源决定 与介质无关 故b错 c正确 应选a c 答案 ac点评 波速由介质决定 频率由波源决定 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 a f1 2f2 v1 v2b f1 f2 v1 0 5v2c f1 f2 v1 2v2d f1 0 5f2 v1 v2答案 c 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 a a 1mf 5hzb a 0 5mf 5hzc a 1mf 2 5hzd a 0 5mf 2 5hz 波动图象的应用 答案 d 三门峡市2014 2015学年高二下学期期末 图甲为一列横波在t 0时的波动图象 图乙为该波中x 2m处质点p的振动图象 下列说法正确的是 a 波速为4m sb 波沿x轴负方向传播c t 0 5s p点的动能最大d 从t 0到t 2 5s p点振动路程为1 8cm答案 ac 河北衡水中学2013 2014学年高二下学期二调 一列简谐横波在x轴上传播 在t1 0和t2 0 05s时 其波形图分别用如图所示的实线和虚线表示 求 波的多解问题 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 x 8m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 答案 1 v 40 80k m s当k 0 2 4 时 波沿x轴正向传播 当k 1 3 5 时 波沿x轴负向传播 2 波沿 x方向传播 t 2 1 10 2s 青岛市部分重点高中2014 2015学年高二检测 一列简谐波在某一时刻的波形如下图所示 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 a 1sb 2sc 3sd 4s答案 ac 如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图 若每隔0 2s 波沿 x方向推进0 8m 试画出此后17s时刻的波形图 一段时间前后波形的画法 点评 去整取零 法是波形画法的指导思想 一列简谐横波在x轴上传播 波速为50m s 已知t 0时刻的波形图如图 a 所示 图中m处的质点此时正经过平衡位置沿y轴的正方向运动 将t 0 5s时的波形图象画在