高中物理《12.3 波长、频率和波速》导学案 新人教版选修3-4.doc

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1、河南省新安县第一高级中学高中物理选修3-4《12.3波长、频率和波速》导学案学习目标1、知道描述波的物理量──波长,周期(频率)和波速2、会用波的公式:解题3、明确振动图象与波动图形的区别4、掌握波的时间周期性和空间周期性的特点新知预习1.波长(λ):在波动中,振动__________总是相同的两个相邻质点间的距离叫做波长,在横波中,两个相邻__________或两个相邻__________之间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻__________或两个相邻__________之间的距离等于波长.2.频率(f):波的频率由

2、__________决定,在任何介质中频率不变,等于波源振动频率.3.波速(v):波速仅由__________决定,波速与波长和周期的关系为__________,即波源振动几个周期,波向前传播__________个波长.典题·热题知识点一波长、频率和波速例1下列对波速的理解正确的是()A.波速表示振动在介质中传播的快慢B.波速表示介质质点振动的快慢C.波速表示介质质点迁移的快慢D.波速跟波源振动的快慢无关解析:机械振动在介质中传播的快慢用波速表示,它的大小由介质本身的性质决定,与介质质点的振动速度是两个不同的概念,与波源振

3、动快慢无关,故A、D两项正确;波速不表示质点振动的快慢,介质质点也不随波迁移,因此B、C两项错误.答案:AD例2图12-3-2所示的是一列简谐波在某一时刻的波形图象,下列说法中正确的是()图12-3-2A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长解析:从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方

4、向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,A项错误;质点B、F是同处在波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,B项正确;质点D、H是处在相邻的两个波谷的点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,C项正确;虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),D项错误.答案:BC误区警示在理解波长的概念时,要注意切不可把“在波动中,振动相位总是相等的质点”与“在振动

5、中某一时刻位移相等的质点”混为一谈,另外还要注意“相邻”二字,不要把波长的概念理解为“两个在振动中位移总是相等的质点间的距离”.知识点二波长、频率和波速关系及其应用例3如图12-3-3所示,沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f.均静止在各自平衡位置,一列横波以1m/s的速度水平向右传播,t=0时到达质点a,质点a开始由平衡位置向上运动,t=1s时,质点a第一次到达最高点,则在4s<t<5s这段时间内()图12-3-3A.质点c的加速度逐渐增大B.质点a的速度逐渐增大C.质点c向下运动D.质点f保持

6、静止解析:由t=1s质点a第一次到达最高点知周期T=4s,再由波速v=1m/s知波长λ=vt=4m,又知各质点相距1m,故a与e相距一个波长,是振动步调完全相同的质点.在4s<t<5s这段时间内,a又离开平衡位置向最高点运动,受的回复力越来越大,因而加速度逐渐增大,但速度越来越小;c质点与a质点振动步调相反,正从平衡位置向最低点运动,因而加速度逐渐增大,但速度越来越小,在4s<t<5s这段时间内,波传播的距离是4m<x<5m,波还没有传到质点f,f仍静止不动,答案是A、C、D三项.答案:ACD巧解提示如果能画出波形,由波形

7、图判断就更形象直观.如图12-3-4所示,图中实线表示t=4s时的波形图,虚线表示4s<t<5s时的波形图.图12-3-4例4对机械波关于公式v=λf,正确的是()A.v=λf适用于一切波B.由v=λf知,f增大,则波速v也增大C.v、λ、f三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有fD.由v=λf知,波长是2m的声音比波长是4m的声音传播速度小2倍解析:公式v=λf适用于一切波,无论是机械波还是电磁波,A项正确;机械波的波速仅由介质决定,与频率f无关,所以B、D两项错;对同一列波,其频率由振源决定,与介质

8、无关,故C项正确.答案:AC方法归纳解此类问题的关键是:机械波的波速仅由介质决定,与频率和波长无关;机械波的频率由振源决定,与介质无关.知识点三波长、频率和波速的关系与波的图象的综合例5在图12-3-5所示的图象中,实线是一列简谐横波在某一时刻的图象,经过t=0.2s后这列波的图象如图中虚线所示,求这列

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