宁夏银川市高中物理 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34.ppt

提问式复习 问题1 如何判断质点的振动方向 问题2 波动过程是如何形成的 第十二章机械波 第3节波长 频率和波速 问题1 x 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8cm这些质点的振动方向如何 问题2 在这些质点中位移总是相同的是哪些点 问题3 相邻的位移总是相同的质点间的水平距离相同吗 1 定义 在波动中 对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离 叫做波长 2 几点说明 1 位移总相等 的含义是 每时每刻都相等 2 位移总相等的两个质点 其速度也总是相等的 一 波长 3 每经过一个波长的距离 出现一个振动情况完全相同的质点 因此波长描述了波传播过程中空间上的周期性 重复性 5 相距 整数倍的质点振动步调总是相同的 相距 2奇数倍的质点振动步调总是相反的 4 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 在纵波中 两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长 二 周期 t 频率 f 1 波源振动的周期 或频率 就是波的周期 或频率 2 几点说明 1 波的周期 或频率 应由波源决定 与介质无关 2 每经过一个周期波就沿传播方向传播一个波长的距离 3 每经历一个周期 原有的波形图重复出现 振源振动一个周期 波向前传递一个波长 振源振动3个周期 波向前传递3个波长 3 1 机械波在介质中传播的速度叫做波速 3 几点说明 2 一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 3 要区分波速与质点振动速度的含义 三 波速 v 1 波速的大小由介质的性质决定 同一列波在不同介质中传播速度不同 反映振动在介质中传播的快慢程度 2 物理意义 四 波长 周期 或频率 和波速的关系 1 波速等于波长和频率的乘积 2 经过一个周期 振动在介质中传播的距离等于一个波长 3 波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到 但对其他形式的波 如电磁波 光波 也适用 波以一定的速度向前传播 在单位时间内某一波峰或波谷 疏部和密部 向前移动的距离 等于波速 波速由介质决定 与波的频率 质点的振幅无关 波的频率只取决于波源 与波速 波长无关 波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时频率不变 波长则决定于v和t 波从一种介质进入另一种介质波速发生变化 周期不变 波长发生变化 波在同一介质中传播 当周期发生变化 波长也发生变化 1 波速由什么决定 2 频率由什么决定 3 波长由什么决定 课堂小结 1 只是波速的定义式 并非函数式 可与机械运动速度公式做类比 2 波的频率由波源决定 波速只与介质有关 五 板书设计 c 练习1 关于简谐波说法中正确的是 a 两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长b 任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长c 波动在一周期内向前传播的距离等于波长d 在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长 课堂练习 练习2 关于波速说法错误的有 a 波速由介质和波源共同决定b 提高振源频率 波的传播速度将增大c 同时在空气中传播两列声波 波长较大的声波传播较快d 频率大的声波在空气中传播的波长越短e 波速反映了介质中质点振动的快慢f 波速反映了振动在介质中传播的快慢 abce 波长由波源和介质共同决定 机械波的周期和频率由波源决定 与介质无关 波速由介质决定 与波源无关 课堂练习 abd 练习3 关于v f 和v t说法正确的 a 它们适用于一切波 包括电磁波 光波 b 同一列波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时保持不变的只有fc 由v f 可以看出 波速与频率成正比d 由两式得出声波在同一种介质中传播时 波长和频率成反比 与周期成正比 课堂练习 练习4 关于简谐波说法中正确的是 a 两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长b 任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长c 波动在一周期内向前传播的距离等于波长d 在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长 c 课堂练习 练习5 关于v f 和v t说法正确的是 a 它们适用于一切波 包括电磁波 光波 b 同一列波在传播过程中 从一种介质进入另一种介质时保持不变的只有fc 由v f 可以看出 波速与频率成正比d 由两式得出同类波在同一种介质中传播时 波长和频率成反比 与周期成正比 ab 课堂练习 练习6 一艘渔船停泊在岸边 如果海浪的两个相邻波峰的距离时6m 海浪的速度时15m s 渔船随波摇晃的周期是多少 基础 该题比较基础 重在对新学公式的理解与应用 学生可以分组讨论自行解决 课堂练习 课堂练习 练习7 一列横波沿直线传播 在传播方向上有a b两点 相距1 2m 当波刚好到达b点时开始计时 已知4秒内 a位置的质点完成8次全振动 b位置质点完成10次全振动 这列波的波长为多少 频率为多少 速度为多少 波长 0 6m 频率f 2 5hz 波速v 1 5m s 练习8 如图在一条直线上有三点s m n s为波源 距m点为12m 距n点为21m 由于波源s的振动在直线上形成一列横波 其波长为8m 波速为4m s 下列说法中正确的是 a m点先开始振动 n点后振动 振动时间相差2 25s 但振动周期都为2sb m点在最高点时 n点在平衡位置以上向下振动c m点在最高点时 n点在平衡位置以上向上振动d 振动过程中m n两点的位移有可能在某时刻相同 课堂练习 acd 练习9 下图为一横波在某一时刻的波形图 已知f质点此时的运动方向如下图所示 则 a 波向右传播b 质点h的运动方向与质点f的运动方向相同c 质点c比质点b先回到平衡位置d 质点c在此时的加速度为零 c 课堂练习 练习10 某列波沿x轴正方向传播 t 0时的波形图如图所示 已知在t 0 6秒时a点正好第三次出现波峰 则波的周期为多少 波传到p点所需的时间为多少 p点第一次出现波峰的时间是多少 课堂练习 周期t 0 3s 波传到p点的时间为t1 0 45s p点第一次出现波峰的时间为t2 0 675s 五 机械波波的多解问题 波的多解问题是高中物理试题中常见的题型之一 也是难点之一 波动的多解涉及有 波的空间周期性 波的时间周期性 波的双向性 介质中两质点间的位置关系不确定及波长不确定等 在同一波的图像上凡横坐标之差为波长整数倍的许多质点 在同一时刻的振动位移都相同 这就是机械波的空间周期性 在x轴上同一给定质点 在t nt时刻的振动情况与它在t时刻的振动情况相同 因此t时刻的波形在t nt时刻会重复出现 这就是机械波的时间周期性 波在时间上和空间上的周期性 造成了重复性 因此波动问题一般具有多解性 采用例题探究法 1 如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线 经 t 0 5s后 其波形如图中虚线所示 设 t 2t t为波的周期 1 如果波是向右传播 求波的周期和波速 2 如果波是向左传播 求波的周期和波速 课堂练习 2 一列简谐横波沿x轴传播 t 0时刻的波形如图实线所示 经过 t 0 05s后的波形如图虚线所示 已知 t小于一个周期 则 a 这列波的波长是4mb 这列波的振幅是0 4mc 这列波的波速一定是20m sd 这列波的频率可能是15hz ad 课堂练习 3 如图所示 实线是一列简谐波在某一时刻的波形图象 虚线是0 2s后它的波形图象 则这列波可能的波速为多大 设该波的周期大于0 2s 本题针对教学重点 旨在让学生认识到在波动问题上往往是具有多解性的 比如该题中波速方向未定时 必须分情况讨论 拓展 此题能训练学生逻辑思维能力 并帮助学生树立严谨认真的科学态度 这也是概念教学的要求 课堂练习 题2 一列沿x轴正方向传播的简谐横波 0时刻的波形如图中实线所示 t时刻的波形如图中的虚线所示 已知波速为30m s 则t可能为多少 通过例题的讲解 使学生明白 波在空间上和时间上的