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)选修3-4.doc

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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

2、4倍。(×)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

3、振动在一个周期内传播的距离就是一个波长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

4、播的速度。波速等于波长和周期的比值。2．定义式v＝＝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

5、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

6、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，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　

7、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＝10m/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

8、)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