高中物理第十二章第三節(jié)波長、頻率和波速學案新人教版選修

1、第十二章 機械波3.波長、頻率和波速【學習目標】知道描述波的物理量波長，周期（頻率）和波速會用波的公式：解題明確振動圖象與波動圖形的區(qū)別4、掌握波的時間周期性和空間周期性的特點【重點難點】波長、頻率和波速的關(guān)系；決定波長、頻率和波速的因素?！菊n前預習】圖11.如圖1所示，在正弦波形圖中質(zhì)點a和h、b和i、c和j等在振動過程中，每一對質(zhì)點相對平衡位置的位移的大小和方向總是相等，事實上每一對質(zhì)點的速度、加速度、相位等也總是相等。2.在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離叫做波長，用表示，單位為米；在橫波中相鄰兩個波峰或波谷之間的距離等于一個波長；在縱波中相鄰兩個密部或疏部之間的距離等于一

2、個波長。3.在波動中各個質(zhì)點振動的周期或頻率是由波源的周期或頻率決定的，這個周期或頻率也叫做波的周期或頻率，故各質(zhì)點的周期或頻率是相同的。4.波源振動一個周期的過程中，振動在介質(zhì)中傳播一個波長的距離，所以機械波在介質(zhì)中傳播的速度為，或者，此速度公式不僅適用機械波，對電磁波也適用。5.機械波在介質(zhì)中傳播的速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，波由一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，波速發(fā)生了變化，但波的頻率是不變，故波長也發(fā)生了變化；針對聲波而言波速的大小還與溫度有關(guān)，溫度越大，波速度越大?！绢A習檢測】1當波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，保持不變的物理量是（ ）A波長 B波速 C頻率 D周期2在波的傳播過程中，下列

3、說法正確的是（ ）A每個質(zhì)點的振動頻率都等于波源頻率B振動情況完全相同的質(zhì)點間的距離一定等于一個波長C振動情況完全相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離一定等于一個波長D振動步調(diào)相反的質(zhì)點間的距離一定為半波長的奇數(shù)倍3關(guān)于波長的說法中，正確的是（ ）A波長等于一個周期內(nèi)介質(zhì)中某質(zhì)點通過的路程B在一個周期內(nèi)，沿波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播的距離為一個波長C波長等于兩個相鄰的在振動過程中運動方向總相同的質(zhì)點間的距離D波長等于兩個在振動過程中對平衡位置的位移總相等的質(zhì)點間的距離【參考答案】【預習檢測】1.C，D 2.A，C，D 3.B，D堂中互動【典題探究】例1下列對波速的理解正確的是( )A.波速表示振動在介

4、質(zhì)中傳播的快慢B.波速表示介質(zhì)質(zhì)點振動的快慢C.波速表示介質(zhì)質(zhì)點遷移的快慢D.波速跟波源振動的快慢無關(guān)解析：機械振動在介質(zhì)中傳播的快慢用波速表示，它的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與介質(zhì)質(zhì)點的振動速度是兩個不同的概念，與波源振動快慢無關(guān)，故A、D兩項正確；波速不表示質(zhì)點振動的快慢，介質(zhì)質(zhì)點也不隨波遷移，因此B、C兩項錯誤.拓展: 在理解波長的概念時，要注意切不可把“在波動中，振動相位總是相等的質(zhì)點”與“在振動中某一時刻位移相等的質(zhì)點”混為一談，另外還要注意“相鄰”二字，不要把波長的概念理解為“兩個在振動中位移總是相等的質(zhì)點間的距離”.例2對機械波關(guān)于公式v=f，正確的是( )A.v=f適用于一切波

5、B.由v=f知，f增大，則波速v也增大C.v、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有fD.由v=f知，波長是2 m的聲音比波長是4 m的聲音傳播速度小2倍解析：公式v=f適用于一切波，無論是機械波還是電磁波，A項正確；機械波的波速僅由介質(zhì)決定，與頻率f無關(guān)，所以B、D兩項錯；對同一列波，其頻率由振源決定，與介質(zhì)無關(guān)，故C項正確.拓展; 解此類問題的關(guān)鍵是：機械波的波速僅由介質(zhì)決定，與頻率和波長無關(guān)；機械波的頻率由振源決定，與介質(zhì)無關(guān).例3在圖所示的圖象中，實線是一列簡諧橫波在某一時刻的圖象，經(jīng)過t=0.2 s后這列波的圖象如圖中虛線所示，求這列波的波速.解析：從波的圖象可讀出波長=4 m，振幅A=2 cm. 此題引起多種可能的原因有兩個：一個是傳播方向的不確定；一個是時間t和周期T的大小關(guān)系不確定.答案：設(shè)波沿x軸正方向傳播，t=0.2 s可能是（n+）(n=0,1,2，)個周期，即t=(n+)T1， 周期T1= 波速v1=5(4n+1) m/s(n=0，1,2，) 設(shè)波沿x軸負方向傳播，t=0.2 s可能是(n+)(n=0,1,2，)個周期，即t=(n+)T2 周期T2= 波速v2=5(4n+3) m/s(n=0,1，2，).拓展: 多解問題是大家倍感頭痛的問題，但