高中物理 第二章 机械波 2 波速与波长、频率的关系课件 教科版选修34.ppt

2波速与波长 频率的关系 第二章机械波 学习目标 1 理解波长 频率和波速的物理意义 2 理解波的周期 频率与质点振动周期和频率的关系 3 理解波长 频率和波速之间的关系 并会进行有关计算 内容索引 重点探究启迪思维探究重点 达标检测检测评价达标过关 自主预习预习新知夯实基础 自主预习 一 波长 振幅和频率1 波长 1 定义 沿波的传播方向 任意两个的质点之间的距离 包含 完整的波 叫做波的波长 常用 表示 2 横波中任意两个的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长 纵波中任意两个的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长 2 振幅 1 定义 在波动中 各质点离开平衡位置的 即其振动的振幅 也称为振幅 2 波的振幅大小是波所传播的直接量度 相邻的同相振动 一个 相邻 相邻 最大距离 波的 能量 3 频率 1 定义 波在传播过程中 介质中质点振动的频率都 这个频率被称为波的频率 2 波的频率等于振动的频率 与介质的种类 3 频率与周期的关系 f 或f t 相同 波源 无关 1 二 波速1 波速 机械波在中的传播速度 2 波速的决定因素 由本身的性质决定 3 波速 波长 周期 频率 的关系 v 或v 介质 介质 f 1 判断下列说法的正误 1 在波的传播方向上位移始终相同的两质点间的距离等于波长 2 在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长 3 波的频率由介质决定 4 根据v 可知 机械波的波长越长 波速越大 即学即用 答案 2 已知某一简谐横波的波长 1 0m 该波波源的振动周期t 0 2s 则该波的频率f hz 波速v m s 答案 5 0 5 0 重点探究 一 波长 频率 周期 和波速的理解 导学探究 如图1所示为一列向右传播的机械波 答案它们的振动是完全相同的 只是后一质点比前一质点晚振动一个周期 答案 图1 1 1和9 2和10 3和11 每两个点的振动有什么共同的特点 2 1和9 2和10 3和11 每两个点到平衡位置的距离是否相等 答案相等 3 质点的振动速度就是波的传播速度吗 答案不是 答案 知识深化 波长的三种确定方法 1 根据定义确定 在波动中 振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长 2 根据波形确定 在波形图上 振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长 在波形图上 运动状态 速度 总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长 在波形图上 两个相邻波峰 或波谷 间的距离为一个波长 3 根据公式 vt来确定 例1 多选 关于波长 下列说法中正确的是a 在一个周期内 沿着波的传播方向 振动在介质中传播的距离是一个波长b 两个相邻的 在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长c 在纵波中 两个疏部或两个密部之间的距离等于波长d 在横波中 两个相邻波峰间的距离是一个波长 答案 解析 解析由波长的定义可知 在一个周期内 沿着波的传播方向 振动在介质中传播的距离是一个波长 由波的周期性可知两个相邻的 在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长 在纵波中 两个相邻的密部或疏部之间的距离等于波长 在横波中 两个相邻波峰间的距离是一个波长 可知选项a b d正确 c错误 例2 多选 关于波长 周期 频率 和波速的理解 下列说法正确的是a 波速表示介质质点振动的快慢b 质点的振动周期就是波源的周期c 质点的振动频率等于波源的振动频率d 质点在一个周期内走过的路程等于一个波长 答案 解析 解析机械振动在介质中传播的快慢用波速表示 它的大小由介质本身的性质决定 与介质质点的振动速度是两个不同的概念 a错误 波的周期性是由质点振动的周期性决定的 b正确 质点的振动频率等于波源的振动频率 c正确 机械波在传播过程中 振动质点并不随波迁移 只是在各自的平衡位置附近做简谐运动 一个周期内质点振动走过的路程是振幅的4倍 d错误 二 波速与波长 周期 频率的关系 导学探究 如图2所示为一列向右传播的机械波 当波源1开始振动一个周期时 质点9刚好要开始振动 答案再过一个周期 波将传播到质点17 答案 图2 1 再过一个周期 波将传播到哪个质点 画出一个周期后的波形图 2 经过一个周期 波传播了多大的距离 怎样计算波传播的速度 答案 知识深化 对波速 波长 周期 频率及其关系的理解 1 在一个周期的时间内 振动在介质中传播的距离等于一个波长 波速与周期 频率的关系为 v f 2 波的周期和频率由波源决定 与v 无关 当波从一种介质进入另一种介质时 周期和频率不发生改变 3 波速由介质本身的性质决定 在同一种均匀介质中波速不变 解析机械波在同一绳中传播 波速不变 由题图看出 此波的波长减小 由v f分析得知 频率增大 周期减小 故b正确 例3一根粗细均匀的绳子 右侧固定 使左侧的s点上下振动 产生一列向右传播的机械波 某时刻的波形如图3所示 下列说法中正确的是a 该波的波长逐渐增大b 该波的频率逐渐增大c 该波的周期逐渐增大d 该波的波速逐渐减小 答案 解析 图3 d 若引起水波的波源振动加快 波的传播速度将变慢e 若引起水波的波源振动减慢 波的传播速度将变快 例4 多选 湖面上停着a b两条小船 它们相距20m 一列水波正在湖面上沿ab连线方向传播 每条小船每分钟上下浮动20次 当a船位于波峰时 b船在波谷 两船之间还有一个波峰 下列说法正确的是 答案 解析 波的传播速度由介质的性质决定 与波源的振动速度无关 故d e错误 达标检测 1 2 3 4 1 波长 频率 周期和波速的理解 多选 关于机械波的频率 波速 波长 下列说法正确的是a 两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长b 波的频率等于波源的振动频率c 波速等于波源的振动速度d 波由一种介质进入另一种介质 波速和波长都要改变 答案 解析 1 2 3 4 解析由波长的定义可知 两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长 选项a错误 由波的频率的定义可知选项b正确 波速是波的传播速度 与波源的振动速度不同 选项c错误 波在同一种均匀介质中匀速传播 进入不同介质时 频率不变 但波速改变 由v f可知波长改变 选项d正确 2 波长 频率 周期和波速的理解 多选 一振动周期为t 振幅为a 位于x 0点的波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐振动 该波源产生的一列简谐横波沿x轴正方向传播 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轴正方向或负方向取决于它离波源的距离e 若质点p与波源的距离x vt 则质点p振动后任一时刻的位移与波源的位移相同 1 2 3 4 答案 解析 1 2 3 4 解析机械波的传播是将波源的振动形式和能量向外传递的过程 对简谐波而言 介质中各振动质点的振幅和周期都与波源相同 a b正确 质点p的振动速度与波的传播速度v无关 c错误 质点p开始振动的方向与波源开始振动的方向相同 与它们的距离无关 d错误 若质点p与波源的距离x vt 因相差波长 整数倍的质点振动情况都相同 故e正确 1 2 3 4 3 波速与波长 周期 频率的关系 男女生二重唱中 女高音和男中音的频率 波长和波速分别为f1 1 v1和f2 2 v2 它们之间的关系是a f1 f2 1 2 v1 v2b f1f2 1 2 v1 v2d 以上说法都不正确 答案 a 波的传播速度是10m s 周期是0 4sb 波的频率是2 5hz 波长是4mc 再经