高中物理第二章机械波2波速与波长频率的关系省公开课一等奖新课获奖课件

2波速与波长、频率关系第二章机械波1/31[学习目标]1.了解波长、频率和波速物理意义.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.2/31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3/31自主预习4/31一、波长、振幅和频率1.波长(1)定义：

沿波传输方向，任意两个

质点之间距离(包含

“完整波”)，叫做波波长，惯用λ表示.(2)横波中任意两个

波峰或波谷之间距离就是横波波长.纵波中任意两个

密部或疏部之间距离就是纵波波长.2.振幅(1)定义：在波动中，各质点离开平衡位置

，即其振动振幅，也称为

振幅.(2)波振幅大小是波所传输

直接量度.相邻同相振动一个相邻相邻最大距离波能量5/313.频率(1)定义：波在传输过程中，介质中质点振动频率都

，这个频率被称为波频率.(2)波频率等于

振动频率，与介质种类

.(3)频率与周期关系：f＝___或f·T＝

.相同波源无关16/31二、波速1.波速：机械波在

中传输速度.2.波速决定原因：由

本身性质决定.3.波速、波长、周期(频率)关系：v＝___或v＝

.介质介质λf7/311.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8/312.已知某一简谐横波波长λ＝1.0m，该波波源振动周期T＝0.2s，则该波频率f＝_____Hz，波速v＝____m/s.答案5.05.09/31重点探究10/31一、波长、频率(周期)和波速了解[导学探究]

如图1所表示为一列向右传输机械波.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.答案图1(1)1和9、2和10、3和11……每两个点振动有什么共同特点？11/31(2)1和9、2和10、3和11……每两个点到平衡位置距离是否相等？答案相等.(3)质点振动速度就是波传输速度吗？答案不是.答案12/31[知识深化]

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)依据波形确定：①在波形图上，振动位移总是相同两个相邻质点间距离为一个波长.②在波形图上，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在波形图上，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.13/31例1

(多项选择)关于波长，以下说法中正确是A.在一个周期内，沿着波传输方向，振动在介质中传输距离是一个

波长B.两个相邻、在振动过程中运动方向总是相同质点间距离是一个

波长C.在纵波中，两个疏部或两个密部之间距离等于波长D.在横波中，两个相邻波峰间距离是一个波长√√答案解析√14/31解析

由波长定义可知，在一个周期内，沿着波传输方向，振动在介质中传输距离是一个波长.由波周期性可知两个相邻、在振动过程中运动方向总是相同质点间距离是一个波长.在纵波中，两个相邻密部或疏部之间距离等于波长.在横波中，两个相邻波峰间距离是一个波长，可知选项A、B、D正确，C错误.15/31例2

(多项选择)关于波长、周期(频率)和波速了解，以下说法正确是A.波速表示介质质点振动快慢B.质点振动周期就是波源周期C.质点振动频率等于波源振动频率D.质点在一个周期内走过旅程等于一个波长√√答案解析16/31解析机械振动在介质中传输快慢用波速表示，它大小由介质本身性质决定，与介质质点振动速度是两个不一样概念，A错误；波周期性是由质点振动周期性决定，B正确；质点振动频率等于波源振动频率，C正确；机械波在传输过程中，振动质点并不随波迁移，只是在各自平衡位置附近做简谐运动，一个周期内质点振动走过旅程是振幅4倍，D错误.17/31二、波速与波长、周期、频率关系[导学探究]

如图2所表示为一列向右传输机械波，当波源1开始振动一个周期时，质点9刚好要开始振动.答案再过一个周期，波将传输到质点17.答案图2(1)再过一个周期，波将传输到哪个质点？画出一个周期后波形图.18/31(2)经过一个周期，波传输了多大距离？怎样计算波传输速度？答案19/31[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.20/31解析机械波在同一绳中传输，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.例3一根粗细均匀绳子，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3所表示.以下说法中正确是A.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√答案解析图321/31D.若引发水波波源振动加紧，波传输速度将变慢E.若引发水波波源振动减慢，波传输速度将变快例4

(多项选择)湖面上停着A、B两条小船，它们相距20m，一列水波正在湖面上沿AB连线方向传输，每条小船每分钟上下浮动20次.当A船位于波峰时，B船在波谷，两船之间还有一个波峰.以下说法正确是√√答案解析√22/31波传输速度由介质性质决定，与波源振动速度无关，故D、E错误.23/31达标检测24/3112341.(波长、频率、周期和波速了解)(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√√答案解析25/311234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，与波源振动速度不一样，选项C错误；波在同一个均匀介质中匀速传输，进入不一样介质时，频率不变，但波速改变，由v＝λf可知波长改变，选项D正确.26/312.(波长、频率、周期和波速了解)(多项选择)一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点波源从平衡位置沿y轴正方向开始做简谐振动.该波源产生一列简谐横波沿x轴正方向传输，波速为v，传输过程中无能量损失.一段时间后，该振动传输至某质点P，关于质点P振动说法正确是A.振幅一定为AB.周期一定为TC.速度最大值一定为vD.开始振动方向沿y轴正方向或负方向取决于它离波源距离E.若质点P与波源距离x＝vT，则质点P振动后任一时刻位移与波源

位移相同1234√√答案解析√27/311234解析机械波传输是将波源振动形式和能量向外传递过程，对简谐波而言，介质中各振动质点振幅和周期都与波源相同，A、B正确；质点P振动速度与波传输速度v无关，C错误；质点P开始振动方向与波源开始振动方向相同，与它们距离无关，D错误；若质点P与波源距离x＝vT＝λ，因相差波长λ整数倍质点振动情况都相同，故E正确.28/3112343.(波速与波长、周期、频率关系)男女生二重唱中，女高音和男中音频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间关系是A.f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B.f1<f2，λ1<λ2，v1<v2C.f1>f2，λ1<λ2，v1＝v2 D.以上说法都不正确√答案29/31A.波传输速度是10m/s，周期是0.4sB.波频率是2.5Hz