人教版选修34 第12章 第3节波长、频率和波速 课件（38张）.ppt

第十二章 机械波 第三节波长 频率和波速 学习目标 知识导图 课前预习 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 知识点1 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 知识点2 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 知识点3 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 判一判 1 机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍 2 波速表示介质中质点振动的快慢 3 波的传播速度由波源决定 4 横波中相邻两个波峰之间的距离 纵波中密部中央和疏部中央之间的距离都是一个波长 5 波在同一种均匀介质中匀速传播 波由一种介质进入另一种介质 频率不变 但波速和波长都要改变 预习反馈 解析 由图可知 b波的波长最大 a b的传播速度相等 c波的传播速度最小 由于机械波的传播速度由介质决定 所以c与a b的材料一定不同 在相同时间内 a波的波源做全振动的次数最多 因此a波的振动频率最大 abd 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 课内探究 提示 波长 频率 波速可类比为 人每一步跨的距离 双腿交替的频率 前进的速度 探究一对波长 波速 频率的理解 3 波的空间周期性 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 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 4 寻找波长的简易方法在横波中 两个相邻波峰 或两个相邻波谷 之间的距离等于波长 如图 a 所示 在纵波中 两个相邻密部 或两个相邻疏部 之间的距离等于波长 如图 b 所示 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 d 解题指导 由图可直接读取振幅和波长 由传播时间0 6s可求波速 由 vt可求周期和频率 c 探究二波动问题的多解性 1 波的周期性造成多解 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 传播方向的双向性造成多解 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 3 解决波动问题应注意的问题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 解题指导 解此类问题要充分考虑波传播方向的双向性造成的多解 ac 素养提升 已知一个时刻的波形画出另一个时刻的波形 2 平移法 波由介质中的某一点传播到另一点需要一定的时间 即机械波在介质中是以一定的速率v 通常称波速 传播 在时间 t内某一波峰或波谷 密部或疏部 沿波的传播方向移动的距离等于v t 如果已知一列简谐波在t时刻的波形图及波的传播方向 又知波速 就可以画出经 t后的波形图 具体方法是 在已