届高考物理核心要点突破系列课件：第章第三节《波长频率和波速》人教选修

第三节波长、频率和波速

课堂互动讲练随堂达标自测课时活页训练第三节波长、频率和波速基础知识梳理核心要点突破目标概览学习目标：1.理解波长、频率和波速的物理意义．2．掌握波长、频率和波速之间的关系，并会应用这些关系分析问题和定量计算．重点难点：1.重点：理解波长、频率和波速的物理意义和它们之间的关系．2．难点：结合波动图象、综合应用波速公式．学法指导：利用波速公式，将机械波的波动特征——波长，振动特征——周期及波的空间传播联系起来，体会波速公式的联系作用．基础知识梳理一、波长(λ)1．定义：在波动中，对于平衡位置的位移__________的两个________质点间的距离叫做波长．2．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)之间的距离等于波长．总是相等相邻二、周期(T)、频率(f)1．定义：波源的______周期(或频率)叫做波的周期(或频率)．2．在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是_____的，都等于波的周期(或频率)．三、波速(v)1．波在介质中传播的速度叫波速．波速是反映波在介质中传播快慢的物理量．振动相同思考(1)为什么波的频率等于振源振动的频率？(2)波速与振速有什么不同？2．定义：单位时间内波向前传播的距离等于波速．3．公式：v＝______________.4．波速的大小由________________决定，同一列波在不同的介质中波速是__________

介质本身的性质不同的．【思考·提示】(1)各质点都做受迫振动．(2)波速是波在介质中传播的快慢，它是振动形式和能量传播的速度，波速由波的各种介质本身的性质决定，与质点的振动无关，同一种波在同一种均匀介质中是匀速传播的．质点的振动是在各自的平衡位置两侧进行的，是变速运动，在平衡位置速度最大，在最大位移处速度为零．四、波长、周期(频率)和波速的关系1．周期T和频率f互为倒数，即f＝.2．波速v等于波长λ和周期T的比值，也等于波长λ和频率f的乘积，即v＝______＝_____.λ/Tλf核心要点突破一、波长、频率和波速1．波长λ：波长是指在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，可从以下三个方面来理解波长的含义：(1)波长是沿波的传播方向上两个质点间的距离，要求这两个质点的位移必须总相等，所谓总相等即是任何时刻都相等，也就是这两个质点的振动情况完全相同，又要求这两个质点必须是相邻的，因为相距为2λ，3λ，…，nλ的两个质点振动情况也总是相同的，但间距不是一个波长．(2)在横波中，两个相邻的密部(或疏部)之间的距离也等于波长，这是我们从波的图象中找波长的最常用方法．(3)在波动中，对平衡位置的位移总相等的两个相邻质点间的距离，叫波长．但不能说对平衡位置的位移总相反的两个相邻质点间的距离叫半波长，因为这个距离是不断变化的，应改为“平衡位置”间的距离．2．频率f和周期T：在波动中，由于质点的振动都是受迫振动，故波的频率(周期)就是波源的振动频率(周期)．波源完成一次全振动，在介质中恰好形成一个完整的波形，所以波的频率反映了每秒内形成完整波的个数，是描述波的“时间周期性”的物理量，其大小仅由波源决定，与介质无关．4．频率、波速和波长的决定因素(1)波的频率由波源决定，与介质无关．从而可得出结论：当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率是不变的．(2)波速由介质决定，与频率无关．同一种声波在水中传播速度比在空气中传播速度大，不同频率的声波在空气中的传播速度是相同的就是最好的证明．总结孕以上唉三点沈，v、λ、f三个政量的寸决定套因素岩可由食右面衬的图寄示帮遍助理杯解：掌波源绝和传焰播振骡动的保介质赤又恰成好是睁形成牌机械工波的扒两个尝必不任可少刃的条谋件．畏当波凳由一提种介役质进变入另要一种搬介质杏时，保其频狱率不参变，慰都等浩于波圆的振肆动频纯率，初但波宏速和敞波长捡要发却生变在化．即时眠应用1.关于总波长湖下列威说法认正确主的是()A．机梳械振孙动在1个周或期内秩传播维的距烈离就召是一府个波乏长B．在抓波形趁图上替位移啄相同渴的相问邻两改质点邀之间削的距偶离等颠于一朝个波悲长C．在麻波形牵图上佣速度劲最大昏且相隔同的大相邻独两质轿点间断的距端离等南于一仇个波舰长D．在翁波形值图上蒸振动美情况牢总是拾相同应的两悠点间布的距皂离等胖于一图个波懒长解析干：选AC环.机械拉振动烛的质殃点在屡一个辟周期潜内向厨远处秩传播焰一个碰完整顶的波合形，冷故A正确染；由躺波形纵图可所知，咱在一狸个完烘整波陪形上小，位围移相设同的传质点必有两胶个，B选项肤错误恩；速充度最绪大且集相同咐的质飘点，细在波豆形图柔上是插在平姐衡位泡置上蝴一个派完整档波形根的两触个端售点，诵所以C选项焦正确话；振丛动情矩况总专是相到同的剂两点降间的税距离件是波巧长λ的整姥数倍廊，故D选项多不正预确．二、镜波的差两个尺特点1．周亩期性(1姨)传播趴距离花的周计期性调：波在在同太一均灾匀介费质中缴传播康时，轰传播我的距肠离可守以写慢成x＝nλ＋Δx，式惑中λ是波置长，Δx是波说的传嫁播距赞离x除以尝波长姻的整图数倍谷部分互而余存下的卧小于女一个控波长唇的部填分，n＝0,霜1,济2…(整数)．(2孩)传播虹时间单的周原期性瞧：波腾在同苦一均平匀介垄质中诵传播贼的时刑间可堡以写锡成t＝nT＋Δt，式备中T是周栽期，Δt为传衔播时判间t除以约周期淹的整就数倍仁部分挥而余爽下的敏小于田一个夜周期斧的时垦间，n＝0,端1,菜2…(整数)．2．双鹅向性波动弃图中苗，波雅传播菊的方姥向有增两个楚：沿x轴的陆正方瞒向，繁沿x轴的誉负方饥向．三、山波传怎播方塔向上既两质虚点间狐的距晒离与稻振动紫情况展的关永系设两驾质点取平衡作位置鞭间的慈距离狡为d，波烧长为λ，如堵果符碍合：(1捧)d＝nλ(n＝1,歇2,功3，…)，则荐两质积点振岗动情阳况完完全相择同；中学撑阶段唯的题曾目中绕给出割的d，凡且是要匆求定召量计杂算的沃，一短般都恐是符白合上冒述特方定条臣件的黎．把d表示倚为整缘瑞数倍紧波长宵与小卵数倍比波长鸣之和朵，再举通过“去整冒留零”来确比定波霞形是国解这之类题凡目常暑用的贼方法横．四、导波的向问题扑的多队解性由于厉波在绒传播招过程四中体捆现出佩时间誉上和呜空间秆上的招周期圆性，暑所以侵在问朝题的忧求解秧上往标往出筒现多胶解，举造成腹多解作的原将因主厅要有壤：1．传踪蝶播方行向的拨双向渗性：哨题目则中只阶告诉激波速访，不富说传爬播方只向，登应考赵虑两污个方需向传晶播的武可能眼性．2．时赢间的吼周期飞性：肢因每锅隔一诞个周谷期，丽波形心就会号重复晒一次迈，造耀成时嘉间间榴隔Δt与周砌期T的关狠系不学确定萌．3．空挎间的瞧周期胞性：睡因相柿隔波元长(或波夺长整钱数倍)的两群个质牌点的极运动横状态驱完全非相同堆，造后成波巾的传闸播距顾离Δx与波希长λ的关熊系不固确定辰．特别择提醒1．写炸关系匠式时翠，先耳找出纪两个滑状态露下的惧最小片时间沫间隔槽或最遇小距节离，短再引栽入整赚数n写出奔通式鸦．2．如洽果有描限制纷条件吹再根袭据限痰制条捆件确者定n的取挺值．即时用应用2.一列惰横波河在t＝0时刻砌的波代形如验图10－3－1中实厨线所等示，爸在t＝1钥s时刻日的波扎形如惭图中词虚线递所示陪，由愧此可鹅以判线断此倚波的()图10－3－1A．波时长一艰定是4张mB．周胃期一灵定是4什sC．振示幅一鉴定是2体cmD．传梨播速借度一丛定是1荐cm擦/s课堂互动讲练波长、波速、频率的关系例1如图10－3－2所示厘，位吊于介役质Ⅰ和Ⅱ分界进面上击的波添源S，产凝生两命列分丸别沿x轴负反方向归与正捡方向锄传播扭的机脆械波赠．若涉在两惨种介相质中待波的笑频率垂及传辣播速兽度分天别为f1、f2和v1、v2，则()图10－3－2A．f1＝2f2，v1＝v2B．f1＝f2，v1＝0.贤5v2C．f1＝f2，v1＝2v2D．f1＝0.见5f2，v1＝v2【答案】C【思维叛升华】同一合波源捞产生滚的机果械波霜频率惹相同园，与袋介质喉无关踢．同签一列靠波进切入不筹同介讯质时骂，波留长和垒波速陡发生它改变阔，频烟率不坟发生捞变化萄．如图10－3－3所示少，实桨线是矛沿x轴传纳播的岛一列桶简谐细横波讯在t＝0时刻坡的波只形图已，虚雁线是员这列逮波在t＝0.揭2骑s时刻伪的波鞋形图露．已除知该判波的逃波速颗是0.旗8震m/动s，则猾下列抛说法绵正确堂的是()波速公式和波的图象综合应用例2图10－3－3A．这守列波躺的波驶长是14冬c汁mB．这距列波互的周呈期是0.康12塞5湿sC．这昏列波挽可能遮是沿x轴正街方向种传播草的D．t＝0时，x＝4乞cm处的绩质点零速度号沿y轴负乖方向【答案】D【思维材升华】对于照波动刷问题档，一象定要斯理解工波动拖的形色成过厘程，校理解雀好波抖动形仍成过授程，伯波动心问题银就容轿易求拾解．波的周期性与双向性引起的多解问题例3一列谈简谐姻横波谊在图10－3－4中沿x轴传