3.2.2 波的描述（波长、频率和波速）课件-2022-2023学年高二上学期物理人教版2019选择性必修第一册

第三章

机械波第2节

波的描述第2课时

波长、频率和波速任务1

波长的理解情境引入

如图所示，波源（质点1）完成一次全振动（一个周期）后，振动就从质点1传到了质点17，此后这两个质点的振动状态将保持一致，或者说，它们的振动是“同相”的，在这两个质点之间形成了一个“完整的波”，随着波源的继续振动，一个个这样“完整的波”不断产生，并向前传播。问题引领1.波形在空间分布具有什么特点？[答案]

重复性或周期性。2.图中有哪些点的振动状态（步调）总是一致的？随着时间的延续，还有没有这样的点？

3.在一个波长内，如果两个质点在某个时刻位移是相同的，那么这两个质点间的距离是不是一定等于波长？为什么？[答案]

不一定。有些质点在某个时刻位移是相同的，但过一段时间后，位移就不一定相同了，所以这样的两个质点间的距离就不一定等于一个波长。4.如果两个质点相对平衡位置的位移总是相同的，那么这两个质点间的距离是不是一定等于波长？为什么？[答案]

不一定。因为相对平衡位置的位移总是相等的两个质点间的距离可能是一个波长，也可能是整数个波长。知识生成

1.定义:在波的传播方向上，振动相位总是①_______的两个相邻质点间的距离。相同2.特征:在横波中，两个相邻②_______或两个相邻③_______之间的距离等于④_______。在纵波中，两个相邻⑤_______或两个相邻⑥_______之间的距离等于⑦_______。波峰波谷波长密部疏部波长应用探究[活动1].问题讨论：一列向右传播的机械波的图像如图所示。请仔细观察波形的变化规律，回答下面的问题。

[答案]

它们的振动是完全相同的，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期。

[答案]

相等。

例1

（多选）一列简谐波在某一时刻的波形图像如图所示，下列说法中正确的是(

@14@

)。

BC

分析问题.试着分别从相位角度与位移角度说说你对波长的理解。【提示】从相位角度定义，波长就是“振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离”，注意“总是相同”“相邻”这些条件。如果从位移角度理解，波长就是“相对平衡位置的位移总是相等的相邻质点间的距离”。

在图像中要注意波长的距离是相邻的振动步调完全相同的两个质点之间的距离，里面包含两个信息：①振动步调完全相同；②相邻。任务2

波长、频率和波速的关系情境引入

扬声器、各种乐器以及人和动物的发音器官等都是声源体。人耳可以听到的声波的频率一般在20赫兹至20000赫兹之间。声音可以在气体、液体、固体中传播。下表是声音在几种介质中的传播速度。空气332水1450铜3800铁4900玻璃松木约3320软木橡胶

马赫：超高速单位，物体运动的速度与音速的比值为马赫或马赫数。续表问题引领1.从表格中可以发现声速与什么有关？表中几种介质中，声音在哪种介质中的传播速度最快？[答案]

声速与介质有关，声音在玻璃中的传播速度最快。2.波的周期（或频率）与传播波的介质有关吗？[答案]

根据波的产生原理，介质中各质点的振动都与波源相同，所以周期相同，波的周期就等于质点的振动周期。故波的周期由波源决定，与介质无关。3.振动形式在一个周期内，向前传播多远？你认为波长、周期和波速之间存在什么关系？

知识生成1.定义:波的周期（或频率）即质点的⑧___________（或频率）。振动周期2.规律:在波动中，各个质点的振动周期（或频率）是⑨_______的，它们都等于波源的振动周期（或频率）。相同

波长

（1）

定义:机械波在介质中传播的速度称为⑫_______。波速等于传播距离和相应的时间的比值。波速

（3）

决定因素:机械波在介质中的传播速度由⑭_________________决定，在不同的介质中，波速⑮_______，另外，波速还与⑯_______有关。介质本身的性质不同温度应用探究[活动1].请联系生活实际与你所学习的与波相关的知识回答下面的问题。（1）

机械波传播过程中，波速就是质点的振动速度吗？[答案]

不是。波速与振动速度是两个不同的概念。（2）

波从一种介质进入另一种介质，波长、周期（或频率）和波速会发生变化吗？[答案]

波的周期不变，但由于波速变化，波长也会变化。

（1）求这列波可能的波速表达式。

1.（任务1）（多选）关于机械波，下列说法正确的是(

@34@

)。A.两个相邻的均