-物理新导学笔记选修3-4第十二章-3省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

3波长、频率和波速第十二章

机械波第1页[学习目标]1.了解波长、频率和波速物理意义，能从波图象中求出波长.2.了解波周期、频率与质点振动周期和频率关系.3.了解波长、频率和波速之间关系，并会进行相关计算.4.会处理由波双向性和周期性引发多解问题.第2页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扎实基础第3页自主预习第4页一、波长、周期和频率1.波长λ(1)定义：在波动中，振动相位总是相同两个

质点间距离.(2)特征①在横波中，两个相邻

或两个相邻

之间距离等于波长.②在纵波中，两个相邻

或两个相邻

之间距离等于波长.相邻波峰密部波谷疏部第5页2.周期T、频率f(1)周期(频率)：在波动中，各个质点

叫波周期(或频率).(2)周期T和频率f关系：互为

，即f＝

.(3)波长与周期关系：经过

，振动在介质中传输距离等于一个波长.振动周期(或频率)倒数一个周期T第6页二、波速1.定义：机械波在

传输速度.2.决定原因：由

本身性质决定，在不一样介质中，波速是_____(填“相同”或“不一样”).3.波长、周期、频率和波速关系：v＝

＝

.介质中介质不一样λf第7页1.判断以下说法正误.(1)在波传输方向上位移一直相同两质点间距离等于波长.(

)(2)在波传输方向上振动速度一直相同相邻两质点间距离等于波长.(

)(3)波频率由介质决定.(

)(4)依据v＝

可知，机械波波长越长，波速越大.(

)[即学即用]×××答案√第8页2.一列简谐横波在某一时刻波形图如图1所表示，由该图象可知该波振幅为___cm，波长为_____m；若该波波源振动周期为T＝0.2s，则该波频率f＝_____Hz，波速v＝_____m/s.答案图15.021.05.0第9页重点探究第10页一、波长[导学探究]一列向右传输机械波图象如图2所表示.图2(1)1和9、2和10、3和11……这两个点振动有什么共同特点？答案它们振动是完全相同，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期；答案第11页(2)1和9、2和10、3和11……这两个点平衡位置距离是否相等？答案相等.答案第12页波长三种确定方法1.依据定义确定：在波动中，振动相位总是相同两个相邻质点间距离等于一个波长.2.依据波图象确定：(1)在波图象上，振动位移总是相同两个相邻质点间距离为一个波长.(2)在波图象上，运动状态(速度)总是相同两个相邻质点间距离为一个波长.(3)在波图象上，两个相邻波峰(或波谷)间距离为一个波长.3.依据公式λ＝vT来确定.[知识深化]第13页例1

(多项选择)如图3所表示是一列向右传输简谐横波在某一时刻波形图，以下说法中正确是

A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相同C.质点D、H平衡位置间距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们

平衡位置间距离是一个波长图3解析答案√√第14页解析从题图能够看出质点A、C、E、G、I在该时刻位移都是零，因为波传输方向是向右，轻易判断出质点A、E、I速度方向是向下，而质点C、G速度方向是向上，因而这五个质点位移不总是相同，A错误；质点B、F是同处于波峰两个点，它们振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同，B正确；质点D、H是同处于相邻两个波谷质点，它们平衡位置之间距离等于一个波长，C正确；即使质点A、I在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但因为它们不是相邻振动步调完全相同两个点，它们平衡位置之间距离不是一个波长而是两个波长，D错误.第15页二、波速与波长、周期、频率关系[导学探究]答案已知声波在钢轨中传输速度远大于在空气中传输速度，则当声音由钢轨传到空气中时频率怎样改变？波长怎样改变？答案当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，波速减小，由波速公式v＝λf可知，波长变短.第16页[知识深化]对波速、波长、周期、频率及其关系了解1.在一个周期时间内，振动在介质中传输距离等于一个波长.波速与周期、频率关系为：v＝

＝λf.2.波周期和频率由波源决定，与v、λ无关，当波从一个介质进入另一个介质时，周期和频率不发生改变.3.波速由介质本身性质决定，在同一个均匀介质中波速不变.第17页例2一根粗细均匀绳子，右侧固定，使左侧S点上下振动，产生一列向右传输机械波，某时刻波形如图4所表示.以下说法中正确是

解析图4A.该波波长逐步增大 B.该波频率逐步增大C.该波周期逐步增大 D.该波波速逐步减小答案√解析绳波在同一绳中传输，波速不变，由题图看出，此波波长减小，由v＝λf分析得知，频率增大，周期减小，故B正确.第18页例3

(多项选择)一列简谐横波在t＝0时波形图如图5所表示.介质中x＝2m处质点P沿y轴方向做简谐运动表示式为y＝10sin(5πt)cm.关于这列简谐波，以下说法正确是

解析图5A.周期为4s B.振幅为20cmC.传输方向沿x轴正向 D.传输速度为10m/s答案√√第19页由题目中波图象得：振幅A＝10cm，波长λ＝4m，P点在t＝0时振动方向为y轴正方向，故波沿x轴正方向传输.第20页三、波多解性一列机械波某时刻波形图如图6所表示.(1)a质点需多长时间第一次运动到波峰？[导学探究]图6答案若波沿x轴正方向传输，该时刻a质点向y轴正方向运动，经

T第一次运动到波峰.若波沿x轴负方向传输，该时刻a质点向y轴负方向运动，经

T第一次运动到波峰.答案第21页(2)与a质点运动速度一直相等质点有几个？答案与a质点距离为nλ(n＝1,2,3，…)全部质点与a质点运动速度一直相等，在该图中只有一个.答案第22页波多解性1.波周期性造成多解(1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T关系不明确.(2)空间周期性：波传输距离Δx与波长λ关系不明确.2.传输方向双向性造成多解(1)波传输方向不确定.(2)质点振动方向不确定.[知识深化]第23页例4

(多项选择)一列横波沿直线传输，在波传输方向上有A、B两点.在t时刻A、B两点间形成如图7甲所表示波形，在(t＋3s)时刻A、B两点间形成如图乙所表示波形，已知A、B两点平衡位置间距离a＝9m，则以下说法中正确是

A.若周期为4s，波一定向右传输B.若周期大于4s，波可能向右传输C.若波速为8.5m/s，波一定向左传输D.该波波速可能最小值为0.5m/s解析答案√√图7√第24页由题图知波长λ＝6m，若波速为8.5m/s，波在3s内传输距离为x＝vt＝8.5×3m＝25.5m＝4λ，依据波形平移，波一定向左传输，故C正确；波在3s内传输最小距离为向左传输1.5m，波速可能最小值为vmin＝

m/s＝0.5m/s，故D正确.第25页处理波动问题应注意问题：(1)质点抵达最大位移处，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，则有起振方向相反两种可能.(3)只告诉波速，不指明波传输方向，应考虑沿两个方向传输可能.(4)只给出两时刻波形，则有屡次重复出现可能.总结提升第26页例5

(多项选择)一列简谐横波沿x轴传输，a、b为x轴上两质点，平衡位置分别为x＝0，x＝xb(xb>0).a点振动规律如图8所表示.已知波速为v＝10m/s，在t＝0.1s时b位移为0.05m，则以下判断可能正确是

A.波沿x轴正向传输，xb＝0.5mB.波沿x轴正向传输，xb＝1.5mC.波沿x轴负向传输，xb＝2.5mD.波沿x轴负向传输，xb＝3.5m解析答案图8√√第27页解析由a点振动图象可知，振动周期T＝0.2s，所以λ＝vT＝10×0.2m＝2m；由题意可知在t＝0.1s时，a在平衡位置且向上振动，b在正向最大位移处，这时假如波沿x轴正向传输，依据“同侧法”，a、b之间距离为(n＋)λ(n＝0,1,2,3，…)，所以xb＝(n＋)λ＝(2n＋1.5)m(n＝0,1,2,3，…)，A错，B对；第28页达标检测第29页1.(波长、频率、周期、波速)(多项选择)关于机械波频率、波速、波长，以下说法正确是

A.两个相邻均处于平衡位置质点间距离为一个波长B.波频率等于波源振动频率C.波速等于波源振动速度D.波由一个介质进入另一个介质，波速和波长都要改变答案√1234解析√第30页解析由波长定义可知，两个相邻均处于平衡位置质点间距离为半个波长，选项A错误；由波频率定义可知选项B正确；波速是波传输速度，与波源振动速度无关，选项C错误；波在同一个均匀介质中匀速传输，进入另一个介质时，频率不变，但波速改变，由v＝λf可知波长改变，选项D正确.1234第31页2.(波长、频率、周期、波速)(多项选择)周期为2.0s简谐横波沿x轴传输，该波在某时刻图象如图9所表示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波

A.波长为40mB.频率为0.5HzC.沿x轴负方向传输，波速v＝20m/sD.沿x轴正方向传输，波速v＝10m/s√图9√解析已知质点P运动方向为沿y轴负方向，可知波沿x轴正方向传输；由波图象可知λ＝20m，又T＝2.0s，频率f＝

＝0.5Hz，B正确；答案1234解析第32页3.(波多解性)(多项选择)如图10所表示，一列简谐波沿一直线向左传输，当直线上某质点a向上运动抵达最大位移时，a点右方与a点相距0.15mb点刚好向下运动到最大位移处，则这列波波长可能是

A.0.6m B.0.3mC.0.2m D.0.1m√图10答案1234解析√第33页1234当n＝1时，λ＝0.1m，选项D正确；波长不可能等于0.6m和0.2m，选项A、C错误.第34页4.(波多解性)(多项选择)如图11所表示，