浙江2018年高中物理第十二章机械波第3节波长频率和波速学案新人教版

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1、第3节波长、频率和波速波长、周期和频率[探新知·基础练]1.波长(1)定义:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。通常用λ表示。(2)特征: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。2.周期和频率(1)定义:波上各质点的振动周期(或频率)。(2)规律:在波动中,各个质点的振动周期(或频率)是相同的,它们都等于波源的振动周期(或频率)。(3)关系:周期T和频率f互为倒数,即f=。[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。(×)2.

2、波速表示介质中质点振动的快慢。(×)3.在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长。(×)[释疑难·对点练]波长的确定(1)根据定义确定:①在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长;②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。(2)根据波的图象确定:①在波的图象上,振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长;②在波的图象上,运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长;③在波的图象上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。[试身手]1.关于波长,下列说法正确的是(  )A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一

3、个波长B.在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C.在波形图上速度总是相同的两质点间的距离等于一个波长D.在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长解析:选A 机械振动的质点在一个周期内向远处传播一个完整的波形,故A正确;在一个完整波形上,只有位移总是相同的相邻两质点间的距离才等于一个波长,故B错误;速度总是相同的两质点之间距离是波长λ的整数倍,所以C错误;振动情况总是相同的两质点间的距离是波长λ的整数倍,故D错误。波速与波长、频率的关系[探新知·基础练]1.波速定义机械波在介质中传播的速度。波速等于波长和周期的比值。2.定义式v

4、==fλ。3.决定因素机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定,在不同的介质中,波速一般不同。另外,波速还与温度有关。[辨是非](对的划“√”,错的划“×”)1.波的传播速度就是质点在介质中的振动速度。(×)2.根据公式v=,波速与波长成正比。(×)3.波从一种介质进入另外一种介质,波速不变。(×)[释疑难·对点练]波长、频率、波速的关系决定因素关系式周期和频率取决于波源,与v、λ无直接关系v==λf波速取决于介质,与λ、T无直接关系波长取决于v、T,只要其中一个变化,λ就发生变化,即波长由波源和介质共同决定[特别提醒](1)波从一种介质进入另外一种

5、介质,波源没变,波的频率不会发生变化;介质的变化导致了波速和波长的改变。(2)波长也是波的周期性的体现,它体现的是波在空间上的周期性。(3)波传播的速度与质点振动的速度无必然关系。[试身手]2.(多选)关于机械波的频率、波速、波长,下列说法正确的是(  )A.两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长B.波的频率等于波源的振动频率C.波速等于波源的振动速度D.波由一种介质进入另一种介质,波速和波长都要改变解析:选BD 由波长的定义可知,两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为半个波长,选项A错误;由波的频率的定义可知,选项B正确;波速是波的传播速度

6、,与波源的振动速度不同,选项C错误;波在同一种均匀介质中匀速传播,进入不同介质时,频率不变,即周期不变,但波速改变,由v=可知波长改变,选项D正确。波长、频率与波速的关系[典例1] 一列简谐横波沿x轴正方向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为(  )A.A=1m f=5HzB.A=0.5m f=5HzC.A=1m f=2.5HzD.A=0.5m f=2.5Hz[思路点拨] 解答本题时可按以下思路进行:[解析]选D 从题图中直接可以看出振幅为0.5m,A、C错误;从题图中可看出波长λ=4m,波速v==m/s=1

7、0m/s,频率为f==2.5Hz,B错误,D正确。解答此类问题关键是根据图象获得相关的信息,再应用v=等公式进行求解。波的多解问题1.周期性(1)时间周期性:相隔周期整数倍时间的两个时刻的波形图完全相同,时间间隔Δt与周期T的关系不明确造成多解。(2)空间周期性:沿传播方向上,相隔波长整数倍距离的两质点的振动情况完全相同,质点间距离Δx与波长λ的关系不明确造成多解。2.双向性对给定的波形图,波的传播方向不同,质点的振动方向也不同,反之亦然。(1)传播方向双向性:波的传播方向不确定。(2)振动方向双向性:质点振动方向不确定。[典例2] (多选)一列简谐横波

8、在t=0时刻的波形如图中的实线所示,t=0.02s时刻的波形如图中虚线所示。若该

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