高中物理 第十二章 机械波 12.3 波长、频率和波速2学案新人教版选修3-4.doc

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1、12.3波长、频率和波速[目标定位]1.知道波长的含义，能从波的图象中求出波长.2.知道波传播的周期或频率，理解波的周期或频率与质点振动周期或频率的关系.3.知道什么是波速，了解决定波速的因素.4.会用公式v＝λf进行有关计算.5.掌握波在传播过程中的周期性和双向性特点．一、波长1．定义：在波动中，总是相同的两个质点间的距离．通常用λ表示．2．在横波中，波峰或两个相邻波谷之间的距离等于一个波长．在纵波中，两个密部或两个疏部之间的距离等于一个波长．二、周期和频率1．在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们

2、都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫做波的周期或频率．2．周期、频率的关系：周期T与频率f互为倒数，即f＝.三、波速1．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．2．波速、波长、周期的关系：由于波在一个周期内传播的距离等于一个波长，因此三者之间关系为：v＝或v＝fλ.想一想波速就是振动速度吗？一、波长、频率、周期、波速1．周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率，与v、λ无任何关系．2．速度v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒

3、定．3．波长λ：对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化，始终是v＝＝λf，既然v、T都由相关因素决定，所以这些因素同时又共同决定了波长λ，即波长λ由波源和介质共同决定．【例1】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借题发挥波长的定义中要强调“总是相同”的理解；波的频率等于波源的振动频率；波速由介质决定；波长由波源和介质共同决定．针对训练一

4、列简谐横波在某时刻的波形图如图12－3－1所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5s，b和c之间的距离是5m，以下说法正确的是()图12－3－1A．此列波的波长为2.5mB．此列波的频率为2HzC．此列波的波速为2.5m/sD．此列波的传播方向为沿x轴正方向传播二、波的多解问题1．波具有时间和空间的周期性，传播具有双向性，所以关于波的问题更容易出现多解．造成多解的主要因素有：(1)时间间隔Δt与周期T的关系不明确；(2)波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确；(3)波的传播方向不确定．2．在解决波的问题

5、时，对题设条件模糊，没有明确说明的物理量，一定设法考虑其所有的可能性：(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能；(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向相反的两种可能；(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能；(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能．【例2】一列横波在x轴上传播，t1＝0和t2＝0.005s时的波形如图12－3－2中的实线和虚线所示．图12－3－2(1)设周期大于(t2－t1)，求波速；(2)设周期小于(t2－t1)，并且波速为6000m/s.求

6、波的传播方向．借题发挥解决周期性及双向性带来的多解问题的一般思路如下：(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播的可能性进行讨论．(2)对设定的传播方向，确定Δt和T的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内的情况，然后在此基础上加nT.(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间Δt大于或小于一个周期等．所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意．(4)空间的周期性和时间的周期性是一致的，实质上是波形平移规律的应用，所以解题时

7、我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解．【例3】如图图12－3－312－3－3所示，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是()A．0.6mB．0.3mC．0.2mD．0.1m波长、频率、周期、波速1．(2011·新课标全国卷)一振动周期为T、振幅为A，位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P

8、，关于质点P振动的说法正确的是()A．振幅一定为AB．周期一定为TC．速度的最大值一定为vD．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离x＝vT，则质点P的位移与波源的相同F．质点P在一个周期内走过的路程等于一个波长2．男女生二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1，v1和f2，λ2，v2，它们之间的关系是()A．f1>f2，λ1>λ2，v