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.docx

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：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；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：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；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；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vf。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、无直接关系vf波速取决于介质，与、T无直接关系波长取决于v、T，只要其中一个变化，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，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0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为()AA1 mf5 HzBA0.5 mf5 HzCA1 mf2.5 HzDA0.5 mf2.5 Hz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0.5 m，A、C错误；从题图中可看出波长4 m，波速v m/s 10 m/s，频率为f2.5 Hz，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t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x与波长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)一列简谐横波在t0时刻的波形如图中的实线所示，t0.02 s时刻的波形如图中虚线所示。若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是()A1 m/sB3 m/sC5 m/s D7 m/s解析选AB因为该波的周期大于0.02 s，所以波在0.02 s 内传播的距离小于一个波长。比较两时刻波形图可知，若波沿x方向传播，则波的传播距离为x2 cm，所以波速v1 m/s，故A项正确；若波沿x方向传播，波的传播距离x6 cm ，所以波速v3 m/s，B项正确。课堂对点巩固1关于波的周期，下列说法不正确的是()A质点的振动周期就是波源的周期B波的周期是由波源驱动力的周期决定的C波的周期与形成波的介质的密度有关D经历整数个周期，波形图重复出现，只是波峰向前移动了一段距离解析：选C质点振动的周期是由波源的周期决定的，故选项A正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质的密度无关，故选项B正确，选项C错误；选项D的叙述是波的周期性的体现，故选项D正确。2(多选)关于公式vf，下列说法中正确的是()Avf适用于一切波B由vf知，f增大，则波速v也增大Cv、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vf知，波长是6 m的声波为波长是3 m的声波传播速度的2倍解析：选AC公式vf适用于一切波，无论是机械波还是电磁波，A正确；机械波的波速仅由介质决定，与频率f无关，所以B、D错误；对同一列波，其频率由波源决定，与介质无关，C正确。 3一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为()A4 m、6 m和8 m B6 m、8 m和12 mC4 m、6 m和12 m D4 m、8 m和12 m解析：选C如图可知，满足题意的两点可能有以下情况：O点和A点：此时2OA26 m12 m。O点和B点：此时OB6 m。A点和D点：此时AD6 m4 m。故选项C正确。4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、1、v1和f2、2、v2，它们之间的关系是()Af1f2，12，v1v2Bf1f2，12，v1f2，1f2，再由vf，v 相同，f1f2，所以10.1 s，波速多大；(2)若波的传播方向为x方向，周期T0.1 s，波速多大；(3)若波速为450 m/s，波沿什么方向传播。解析：(1)若波沿x方向传播，根据t与周期T的关系：由题图可直接读出波长20 m。t0.1 s(n)T，周期T为：T