遼寧省大連市高中物理 第十二章 機械波 12.3 波長、頻率和波速課件 新人教版選修3-4.ppt

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1、描述簡諧運動的物理量,振幅 位移 周期 回復力 加速度,已知波的傳播方向，怎樣判定質點的振動方向？,列奧納多達芬奇曾這樣來描述波“常常是（水）波離開了它產(chǎn)生的地方，而那里的水并不離開；就像風吹過莊稼形成波浪，在那里我們看到波浪穿越田野而去，而莊稼仍在原地?！睆闹形覀兛梢哉J識到波的基本特征，在物理學中，運動狀態(tài)用物理量描述。那么我們用哪些物理量來描述機械波呢？,第十二章 機械波,波長、頻率和波速,1. 理解波長、頻率和波速的物理意義 2. 理解波長、頻率和波速之間的關系,知識與能力:,1. 能夠在波的圖象中找到波長； 2. 學會運用波長、頻率和波速之間的關系進行計算和分析問題 。,過程與方法:,

2、通過對波的多解性問題的討論，使學生知道解決問題時要全面分析。,情感、態(tài)度與價值觀：, 教學重點,1. 知道在波的圖象中求波長。 2. 理解波長、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關系。 3. 學會用波長、頻率和波速之間的關系進行計算和分析問題 。,用波長、頻率和波速之間的關系求解波的多解問題, 教學難點,一、波長 二、周期和頻率 三、波速 四、波長、頻率和波速的關系,哪些點的振動步調(diào)完全一致？,注意,1. 定義: 在波動中，振動相位總是相等的兩相鄰質點間的距離叫做波長。,波長,2. 物理意義 ：,反映了波動在空間上的周期性。,3. 說明：,（1）“相位總是相等”的含義是“任何時刻對平衡位置的位

3、移的大小和方向總是相等?！?（2）注意 “相鄰”二字。,（3）在橫波中，兩個相鄰的波峰(或波谷)之間的距離等于波長。 在縱波中，兩個相鄰的密部(或疏部)之間的距離等于波長。,（4）同相點:相距為整數(shù)個波長(n)的兩質點的振動完全相同,稱同相點。 反相點:相距為半波長的奇數(shù)倍 (2n+1)/2的兩質點的振動完全相反，稱反相點。,周期和頻率,定義：,波源質點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。,2. 說明,（1）同一種波在同一種介質中傳播時周期（或頻率）保持不變。 （2）每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。 （3）每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。,波源質點作簡諧運動時

4、，在它的帶動下，介質中的各個質點先后從平衡位置做簡諧運動。這種狀態(tài)在介質中就由近及遠地向前傳播出去。由此我們看到，波的傳播是有一定速度的。,波速,單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。,描述的是振動在介質中傳播的快慢程度。,定義：,2. 物理意義 ：,（1）波速的大小由介質的性質決定，同一列波在不同介質中傳播速度不同。 （2）一列波在同一均勻介質中是勻速傳播的。,3. 說明：,（3）波速在同種均勻介質中具有某一定值，質點振動速度的大小和方向都是隨時間改變的。,下例關于波速的正確說法是（ ） A. 反映了振動在介質中傳播的快慢 B. 反映了介質中質點振動的快慢 C. 波速由介質決定，與波源無關 D

5、. 反映了介質中質點遷移的快慢,AC,波長、頻率和波速關系,(1)波的頻率f，由波源決定，與介質無關。 (2)波速v由介質決定，與波源無關。 (3)一列波進入兩種不同的介質，其頻率不變，波速與波長相應改變。,1. 說明：,例1. 下列說法正確的是（ ） A.當機械波從一種介質進入另一種介質時保持不變的物理量是波長 B.傳播一列簡諧波的同一種介質中各質點具有相同的周期和振幅 C.由波在均勻介質中的傳播速度公式vf，可知頻率越高，波速越大 D.在波的傳播方向上，相距半波長的整數(shù)倍的兩質點的振動完全相同,B,以下說法正確的是（ ） A. 波的頻率由振源決定，與介質無關 B. 機械波的波速由介質決定，

6、與振源無關 C. 波長由介質決定，與振源無關 D. 波長由介質和振源共同決定,ABD,舉一反三,例2. 下圖中的實線是一列正弦波在某一時刻的波形曲線。經(jīng)0.5s后，其波形如圖中的虛線所示。設該波的周期T大于0.5s。,（1）如果波是向左傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右傳播的，波的速度是多大？波的周期是多大？,解：（1）如果波是向左傳播的，應有t=（n+1/4）T (n=0）所以 T=4t/(1+4n) (n=0） 由式 v=/T 得 當n=0時，T1=2s,v1=0.12m/s,（2）如果波是向右傳播的，應有t=（n+3/4）T (n=0） 所以 T=4t/(3+4

7、n) (n=0） 由式 v=/T 得 當n=0時，T1=2/3s,v1=36m/s,一列簡諧波在某時刻的圖象如圖所示，波沿x軸方向傳播，經(jīng)t0.7s，質點b第二次出現(xiàn)在波峰上，求此波的傳播速度。,舉一反三,答案：若向右傳播v7.14ms； 若向左傳播v=10mS,動畫：橫波圖像,波長、頻率和波速的物理意義以及它們之間的關系,波長的概念及在圖象中怎樣求波長,用波長、頻率和波速之間的關系進行計算和分析問題,1.當波從一種介質進入另一種介質時，保持不變的是( ) A. 波長 B. 頻率 C. 波速 D. 傳播方向,B,2.關于公式=f，下列說法中正確的是( ) A.公式說明提高波源的頻率f，它激發(fā)的

8、波的波速也增大. B.公式中、f、三個量，對同一機械波在通過不同介質時，只有f不變，而與成正比。 C.公式中、f、三個量，對同一種類的不同機械波在通過同一介質時，不變，與f成反比。 D.公式=f適用于一切波。,BCD,3. 關于波長，下列說法正確的是( ) A. 在一個周期內(nèi)，振動在介質中傳播的距離等于波長。 B. 在一個周期內(nèi)，介質質點所走過的路程等于波長。 C. 橫波波長，等于橫波中波峰與波峰（或波谷與波谷）之間的距離。 D. 波長等于在波的傳播方向上兩相鄰的對平衡位置的位移始終相同的質點間距離。,ACD,4. 如圖4位某一簡諧波的波形圖，傳播方向向右。已知波形曲線在5s內(nèi)重復出現(xiàn)10次，則波長為 ，波速為 ，周期為 ，頻率為 。,4m,0.5s,2HZ,8m/s,5. 繩上有一簡諧橫波向右傳播，當繩上某一質點A向上運動到最大位移時，在其右方相距0.30m的質點B剛好向下運動到最大位移.已知波長大于0.15m，則該波的波長等于多少？,0.6m 或0.2m,6.關于波速，下列說法正確的是( ) A. 反映振動在介質中傳播的快慢 B. 反映了介質中質點振動的快慢 C. 反映了介質中質點遷移的快慢 D. 波速由介質決定與波源振動的頻率關系,AD,