波长 频率和波速课件.ppt

第三节波长 频率和波速 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 课标定位 知能优化训练 第三节波长 频率和波速 课标定位学习目标 1 理解波长 频率和波速的物理意义以及相互关系 2 会应用波的知识分析和解决问题 重点难点 1 波长 频率 波速这三个物理量及这三个量间的关系 2 波的传播具有空间 时间上的周期性 易出现多解问题 课前自主学案 一 波长 1 定义 在波动中 总是相同的两个 质点间的距离 叫做波长 用 表示 2 特征 在横波中 两个 或两个 之间的距离等于波长 在纵波中 两个 或两个 之间的距离等于波长 振动相位 相邻 相邻波峰 相邻波谷 相邻密部 相邻疏部 相同 波源 波源 波长 倒数 三 波速 v 1 波速 波速是指机械波在介质中 的速度 波速等于波长与周期的比值 2 波速公式 它又等于 与 的乘积 公式为 3 决定波速的因素 机械波在介质中的传播速度由 的性质决定 在不同的介质中 波速 另外 波速还与 有关 4 决定波长的因素 波长由 和 共同决定 传播 波长 频率 v f 介质本身 不同 温度 波源 介质 科目一考试 科目二考试2016年科目二考试技巧 考试内容 考试视频 核心要点突破 一 波长的确定及波长 频率 波速的关系1 波长的确定 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 波在一个周期内传播的距离等于一个波长 2 根据波动图象确定 在波动图象上 振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长 在波动图象上 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 在波动图象上 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 特别提醒 1 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 2 波长也是波的周期性的体现 它体现的是波的空间上的周期性 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 简谐波在给定的介质中传播时 下列说法中正确的是 A 振幅越大 则波传播的速度越快B 频率越高 则波传播的速度越快C 在一个周期内 振动质点走过的路程等于一个波长D 在一个周期内 波传播的距离等于一个波长 解析 选D 波在介质中传播的快慢程度称为波速 波速的大小由介质本身的性质决定 与振幅无关 所以A B选项错 由于振动质点做简谐运动 在一个周期内 振动质点走过的路程等于振幅的4倍 所以C选项错误 经过一个周期T 振动在介质中传播的距离等于一个波长 D选项正确 二 波的多解问题及处理方法1 造成波动问题多解的主要因素 1 周期性 时间周期性 相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同 时间间隔 t与周期T的关系不明确造成多解 空间周期性 沿传播的方向上 相隔波长的整数倍距离的两质点的振动情况完全相同 质点间距离 x与波长 的关系不明确造成多解 2 双向性对给定的波形图 波的传播方向不同 质点的振动方向也不同 反之亦然 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 2 波动问题的几种可能性 1 质点达到最大位移处 则有正向和负向最大位移两种可能 2 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 3 只告诉波速不指明波的传播方向 应考虑沿x轴正方向和x轴负方向两个方向传播的可能 4 只给出两时刻的波形 则有多次重复出现的可能等 3 解决波的多解问题的方法 1 解决周期性多解问题时 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 再加上时间nT 或找到一个波长内满足条件的特例 在此基础上再加上距离n 2 解决双向性多解问题时 养成全面思考的习惯 熟知波有向正 负 或左 右 两方向传播的可能 质点有向上 下 或左 右 两方向振动的可能 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 一列简谐横波沿x轴正方向传播 振幅为A t 0时 平衡位置在x 0处的质点位于y 0处 且向y轴负方向运动 此时 平衡位置在x 0 15m处的质点位于y A处 该波的波长可能等于 A 0 60mB 0 20mC 0 12mD 0 086m 课堂互动讲练 图12 3 1是一列简谐波在某一时刻的波形图象 下列说法中正确的是 图12 3 1 A 质点A C E G I在振动过程中位移总是相同的B 质点B F在振动过程中位移总是相等C 质点D H的平衡位置间的距离是一个波长D 质点A I在振动过程中位移总是相同 它们的平衡位置间的距离是一个波长 精讲精析 从图象中可以看出质点A C E G I在该时刻的位移都是零 由于波的传播方向是向右的 容易判断出质点A E I的速度方向是向下的 而质点C G的速度方向是向上的 因而这五个点的位移不总是相同 所以选项A是错误的 质点B F是处在相邻的两个波峰的点 它们的振动步调完全相同 在振动过 程中位移总是相等的 故选项B是正确的 质点D H是处在相邻的两个波谷的点 它们的平衡位置之间的距离等于一个波长 所以选项C也是正确的 虽然质点A I在振动过程中位移总是相同 振动步调也完全相同 但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点 它们的平衡位置之间的距离不是一个波长 应为两个波长 所以选项D是错误的 答案 BC 误区警示 由于波的周期性 每时每刻振动相位或位移总是相同的点有很多 只有相邻的两质点间的距离才等于一个波长 变式训练1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答案 AC 如图12 3 2所示 图甲为某一波动在t 1 0s时的图象 图乙为参与该波动的质点P的振动图象 图12 3 2 1 判断波的传播方向 2 求该波波速 答案 1 向左传播 2 4 0m s 变式训练2 2010年高考浙江卷 在O点有一波源 t 0时刻开始向上振动 形成向右传播的一列横波 t1 4s时 距离O点为3m的A点第一次达到波峰 t2 7s时 距离O点为4m的B点第一次达到波谷 则以下说法正确的是 A 该横波的波长为2mB 该横波的周期为4sC 该横波的波速为1m sD 距离O点为1m的质点第一次开始向上振动的时刻为6s末 如图12 3 3所示 实线是某时刻的波形图象 虚线是0 2s后的波形图 图12 3 3 1 若波向左传播 求它的可能周期和最大周期 2 若波向右传播 求它的可能传播速度 3 若波速是45m s 求波的传播方向 误区警示 在解决波动问题时 一定要注意考虑波传播方向的双向性 以及时间的周期性和空间的