《寧夏銀川市高中物理 第十二章 機(jī)械波 第3節(jié) 波長、頻率和波速課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《寧夏銀川市高中物理 第十二章 機(jī)械波 第3節(jié) 波長、頻率和波速課件 新人教版選修34（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 提問式復(fù)習(xí)提問式復(fù)習(xí) 問題問題1 1：如何判斷質(zhì)點(diǎn)的振動方向？：如何判斷質(zhì)點(diǎn)的振動方向？問題問題2 2：波動過程是如何形成的？：波動過程是如何形成的？ 第十二章第十二章 機(jī)械波機(jī)械波第第3 3節(jié)節(jié) 波長、頻率和波速波長、頻率和波速 00.20.40.60.8 X/cmY/cm波長波長 波長波長 問題問題1 1：x=0 x=0、0.10.1、0.20.2、0.30.3、0.40.4、0.50.5、0.60.6、0.70.7、0.8cm0.8cm這這些質(zhì)點(diǎn)的振動方向如何些質(zhì)點(diǎn)的振動方向如何? ? 問題問題2 2：在這些質(zhì)點(diǎn)中位移：在這些質(zhì)點(diǎn)中位移總是相同總是相同的是哪些點(diǎn)的是哪些點(diǎn)? ? 問題問
2、題3 : 3 : 相鄰的位移相鄰的位移總是相同總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離相同嗎？的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離相同嗎？1 1、 定義定義: : 在波動中，對平衡位置的位移在波動中，對平衡位置的位移總是總是相等的兩個相等的兩個相鄰相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長。質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長。 2 2、幾點(diǎn)說明、幾點(diǎn)說明 (1)“(1)“位移總相等位移總相等” ” 的含義是的含義是“每時每刻都相等每時每刻都相等” (2)(2)位移總相等的兩個質(zhì)點(diǎn)位移總相等的兩個質(zhì)點(diǎn), ,其速度也總是相等的其速度也總是相等的一、波長（一、波長（）(3)(3)每經(jīng)過一個波長的距離，出現(xiàn)一個振動情況每經(jīng)過一個波長的距離，出現(xiàn)一個振動情況完全
3、相同的質(zhì)點(diǎn)，因此完全相同的質(zhì)點(diǎn)，因此波長描述了波傳播過程中波長描述了波傳播過程中空間上的周期性（重復(fù)性）。空間上的周期性（重復(fù)性）。(5)(5)相距相距整數(shù)倍整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)總是相同的；的質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)總是相同的； 相距相距/2/2奇數(shù)倍奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)總是相反的。的質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)總是相反的。 (4)(4)在橫波中，兩個在橫波中，兩個相鄰波峰相鄰波峰或兩個或兩個相鄰波谷相鄰波谷之間之間的距離等于波長。的距離等于波長。 在縱波中，兩個在縱波中，兩個相鄰密部相鄰密部或兩個或兩個相鄰疏部相鄰疏部之間之間的距離也等于波長。的距離也等于波長。 二、周期（二、周期（T T）、頻率（）、頻率（f f）
4、1 1、波源振動的周期（或頻率）就是波的周期（或波源振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）頻率）2 2、幾點(diǎn)說明、幾點(diǎn)說明(1)(1)波的波的周期周期（或頻率）應(yīng)由（或頻率）應(yīng)由波源決定波源決定，與介質(zhì)，與介質(zhì)無關(guān)。無關(guān)。(2)(2)每經(jīng)過一個周期波就沿傳播方向傳播一個波每經(jīng)過一個周期波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。長的距離。(3)(3)每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖重復(fù)出現(xiàn)。每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖重復(fù)出現(xiàn)。振源振動一個周期，波向前傳遞一個波長振源振動一個周期，波向前傳遞一個波長振源振動振源振動3 3個周期，波向前傳遞個周期，波向前傳遞3 3個波長個波長31 1、機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的
5、速度叫做波速。機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度叫做波速。3 3、幾點(diǎn)說明、幾點(diǎn)說明(2)(2)一列波在一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的(3)(3)要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動速度的含義要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動速度的含義 三、波速（三、波速（v v） (1)(1)波速波速的大小的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。在不同介質(zhì)中傳播速度不同。反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度. .2 2、物理意義、物理意義四、波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系四、波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系 fvTv或(1)(1)波速等于波長和頻率
6、的乘積波速等于波長和頻率的乘積. .(2)(2)經(jīng)過一個周期，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于經(jīng)過一個周期，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長一個波長(3)(3)波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波速等于波長和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，波得到，但對其他形式的波（如電磁波、光波）但對其他形式的波（如電磁波、光波）也適用也適用txv 波以一定的速度向前傳播。在波以一定的速度向前傳播。在單位時間單位時間內(nèi)某一內(nèi)某一波峰或波峰或波谷波谷（疏部和密部）向前（疏部和密部）向前移動的距離移動的距離，等于波速。，等于波速。時刻時刻的波形的波形時時刻刻的波形的波形波速由介質(zhì)決定，波速由介質(zhì)決定，與波的頻
7、率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)與波的頻率、質(zhì)點(diǎn)的振幅無關(guān)波的波的頻率只取決于波源，頻率只取決于波源，與波速、波長無關(guān)。波與波速、波長無關(guān)。波在傳播過程中、從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻在傳播過程中、從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時頻率不變。率不變。波長則決定于波長則決定于v v和和T T。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長發(fā)生變化；波質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)周期發(fā)生變化，波長也發(fā)在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)周期發(fā)生變化，波長也發(fā)生變化。生變化。1 1波速由什么決定？波速由什么決定？2 2頻率由什么決定？頻率由什么決定？3 3波長由什么決定？
8、波長由什么決定？ 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 1 1、 只是波速的定義式，只是波速的定義式，并非函數(shù)式，可與機(jī)械運(yùn)動速度公并非函數(shù)式，可與機(jī)械運(yùn)動速度公式做類比。式做類比。 2 2、波的頻率由波源決定，波、波的頻率由波源決定，波速只與介質(zhì)有關(guān)。速只與介質(zhì)有關(guān)。fT五、板書設(shè)計五、板書設(shè)計3、波速：、波速： 公式：公式： 物理意義：物理意義： 決定因素：決定因素： 4、三者的關(guān)系：、三者的關(guān)系： 5、認(rèn)識波的多解問題：、認(rèn)識波的多解問題：一、復(fù)習(xí)鞏固一、復(fù)習(xí)鞏固二、新課教學(xué)二、新課教學(xué)1、波長：、波長： 單位：單位：m 符號表示：符號表示：2、頻率：、頻率： 決定因素：決定因素：Y/cmX/cm三、課堂練
9、習(xí)三、課堂練習(xí) 【例【例1】略】略 【例【例2】略】略 機(jī)動板塊機(jī)動板塊波長、頻率和波速波長、頻率和波速課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 波長由波源和介質(zhì)共同決定。波長由波源和介質(zhì)共同決定。機(jī)械波的周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)；機(jī)械波的周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)；波速由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)；波速由介質(zhì)決定，與波源無關(guān)；課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) fTv課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)4.4.關(guān)于簡諧波說法中正確的是（關(guān)于簡諧波說法中正確的是（ ）A A兩個振動情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一兩個振動情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個波長個波長B B任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長任意兩個波峰或波
10、谷之間的距離叫波長 C C波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長D D在一個周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于一個波長在一個周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過的路程等于一個波長課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)5.5.關(guān)于關(guān)于v v= =f f和和v v=/=/T T說法正確的是（說法正確的是（ ）A A它們適用于一切波（包括電磁波、光波）它們適用于一切波（包括電磁波、光波）B B同一列波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另同一列波在傳播過程中，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時保持不變的只有一種介質(zhì)時保持不變的只有f fC C由由v v= =f f可以看出，波速與頻率成正比可以看出，波速與頻率成正比
11、D D由兩式得出同類波在同一種介質(zhì)中傳播時，由兩式得出同類波在同一種介質(zhì)中傳播時，波長和頻率成反比，與周期成正比波長和頻率成反比，與周期成正比課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)6.6.一艘漁船停泊在岸邊，如果海浪的兩個相一艘漁船停泊在岸邊，如果海浪的兩個相鄰波峰的距離時鄰波峰的距離時6 6m，海浪的速度時，海浪的速度時15m/s,漁船隨波漁船隨波搖晃的周期是多少搖晃的周期是多少? ?基基礎(chǔ)礎(chǔ) 該題比較基礎(chǔ)該題比較基礎(chǔ),重在對新學(xué)公式重在對新學(xué)公式 的理解的理解與應(yīng)用與應(yīng)用,學(xué)生可以分組討論自行解決。學(xué)生可以分組討論自行解決。Ttsv課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)7. 7
12、. 一列橫波沿直線傳播，在傳播方向上一列橫波沿直線傳播，在傳播方向上有有A A、B B兩點(diǎn)，相距兩點(diǎn)，相距1.2m1.2m，當(dāng)波剛好到達(dá)，當(dāng)波剛好到達(dá)B B點(diǎn)時開點(diǎn)時開始計時，已知始計時，已知4 4秒內(nèi)，秒內(nèi)，A A位置的質(zhì)點(diǎn)完成位置的質(zhì)點(diǎn)完成8 8次全振次全振動，動，B B位置質(zhì)點(diǎn)完成位置質(zhì)點(diǎn)完成1010次全振動。這列波的波長次全振動。這列波的波長為多少？頻率為多少？速度為多少？為多少？頻率為多少？速度為多少？練習(xí)練習(xí)8. 8. 如圖在一條直線上有三點(diǎn)如圖在一條直線上有三點(diǎn)S S、M M、N N，S S為為波源，距波源，距M M點(diǎn)為點(diǎn)為12m12m，距，距N N點(diǎn)為點(diǎn)為21m21m由于波源由
13、于波源S S的的振動在直線上形成一列橫波，其波長為振動在直線上形成一列橫波，其波長為8m8m，波速，波速為為4m/s4m/s，下列說法中正確的是（，下列說法中正確的是（ ）A AM M點(diǎn)先開始振動，點(diǎn)先開始振動，N N點(diǎn)后振動，振動時間相差點(diǎn)后振動，振動時間相差 2.25s2.25s，但振動周期都為，但振動周期都為2s2sB BM M點(diǎn)在最高點(diǎn)時，點(diǎn)在最高點(diǎn)時，N N點(diǎn)在平衡位置以上向下振動點(diǎn)在平衡位置以上向下振動C CM M點(diǎn)在最高點(diǎn)時，點(diǎn)在最高點(diǎn)時，N N點(diǎn)在平衡位置以上向上振動點(diǎn)在平衡位置以上向上振動D D振動過程中振動過程中M M、N N兩點(diǎn)的位移有可能在某時刻相兩點(diǎn)的位移有可能在某時
14、刻相 同同課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)9.9.下圖為一橫波在某一時刻的波形圖，已知下圖為一橫波在某一時刻的波形圖，已知F F質(zhì)點(diǎn)此時的運(yùn)動方向如下圖所示，則（質(zhì)點(diǎn)此時的運(yùn)動方向如下圖所示，則（ ）A A波向右傳播波向右傳播B B質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)H H的運(yùn)動方向與質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向與質(zhì)點(diǎn)F F的運(yùn)動方向相同的運(yùn)動方向相同C C質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)C C比質(zhì)點(diǎn)比質(zhì)點(diǎn)B B先回到平衡位置先回到平衡位置D D質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)C C在此時的加速度為零在此時的加速度為零課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 練習(xí)練習(xí)10.10.某列波沿某列波沿x x軸正方向傳播，軸正方向傳播，t t=0=0時的波形時的波形圖如圖所示，已知在圖如圖所示，已知在t t
15、=0.6=0.6秒時秒時A A點(diǎn)正好第三次出點(diǎn)正好第三次出現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到現(xiàn)波峰，則波的周期為多少？波傳到P P點(diǎn)所需的點(diǎn)所需的時間為多少？時間為多少？P P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少？點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少？課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 周期周期T T=0.3s=0.3s波傳到波傳到P P點(diǎn)的時間為點(diǎn)的時間為t t1 1=0.45s=0.45sP P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時間為點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時間為t t2 2=0.675s=0.675s 五五. .機(jī)械波波的多解問題機(jī)械波波的多解問題 波的多解問題是高中物理試題中常見的題型之一，也是波的多解問題是高中物理試題中常見的題型之一
16、，也是難點(diǎn)之一。波動的多解涉及有：波的空間周期性、波的時間周難點(diǎn)之一。波動的多解涉及有：波的空間周期性、波的時間周期性、波的雙向性、介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的位置關(guān)系不確定及波長期性、波的雙向性、介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的位置關(guān)系不確定及波長不確定等。不確定等。 在同一波的圖像上凡橫坐標(biāo)之差為波長整數(shù)倍的許多質(zhì)在同一波的圖像上凡橫坐標(biāo)之差為波長整數(shù)倍的許多質(zhì)點(diǎn)，在同一時刻的振動位移都相同，這就是機(jī)械波的空間周期點(diǎn)，在同一時刻的振動位移都相同，這就是機(jī)械波的空間周期性。性。 在在X X軸上同一給定質(zhì)點(diǎn)，在軸上同一給定質(zhì)點(diǎn)，在t+nTt+nT時刻的振動情況與它在時刻的振動情況與它在t t時刻的振動情況相同，因此時刻的
17、振動情況相同，因此t t時刻的波形在時刻的波形在t+nTt+nT時刻會重復(fù)出時刻會重復(fù)出現(xiàn)，這就是機(jī)械波的時間周期性?，F(xiàn)，這就是機(jī)械波的時間周期性。 波在波在時間上時間上和和空間上空間上的周期性的周期性, ,造成了重復(fù)性造成了重復(fù)性, ,因此波動因此波動問題一般具有多解性問題一般具有多解性, ,采用采用例題探究法。例題探究法。 1. 1. 如圖中的實(shí)線是一列簡諧波在某一時刻如圖中的實(shí)線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線。經(jīng)的波形曲線。經(jīng)tt=0.5s=0.5s后，其波形如圖中虛后，其波形如圖中虛線所示。設(shè)線所示。設(shè)tt2T2T（T T為波的周期），為波的周期），（1 1）如果波是向右傳播，求波的
18、周期和波速）如果波是向右傳播，求波的周期和波速（2 2）如果波是向左傳播，求波的周期和波速）如果波是向左傳播，求波的周期和波速課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 2. 2. 一列簡諧橫波沿一列簡諧橫波沿x x軸傳播，軸傳播，t t=0=0時刻的波形如時刻的波形如圖實(shí)線所示，經(jīng)過圖實(shí)線所示，經(jīng)過t t=0.05s=0.05s后的波形如圖虛線后的波形如圖虛線所示。已知所示。已知t t小于一個周期，則（小于一個周期，則（ ）A A這列波的波長是這列波的波長是4m4mB B這列波的振幅是這列波的振幅是0.4m0.4mC C這列波的波速一定是這列波的波速一定是20m/s20m/sD D這列波的頻率可能是這列波的頻率
19、可能是1515H Hz z課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 3.如圖所示，實(shí)線是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象，如圖所示，實(shí)線是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象，虛線是虛線是0.2S后它的波形圖象，則這列波可能的波速為多大？后它的波形圖象，則這列波可能的波速為多大？(設(shè)該波的周期大于設(shè)該波的周期大于0.2S) 本題針對教學(xué)重點(diǎn)本題針對教學(xué)重點(diǎn),旨在讓學(xué)生認(rèn)識到在波動問題上旨在讓學(xué)生認(rèn)識到在波動問題上往往是具有多解性的，比如該題中往往是具有多解性的，比如該題中波速方向未定波速方向未定時，必須時，必須分情況討論。分情況討論。拓展拓展 此題能訓(xùn)練學(xué)生此題能訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維邏輯思維能力能力,并幫助學(xué)生樹立并幫助學(xué)
20、生樹立嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真真的科學(xué)態(tài)度的科學(xué)態(tài)度,這也是概念教學(xué)的要求。這也是概念教學(xué)的要求。課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 【題【題2】一列沿】一列沿 x 軸正方向傳播的簡諧軸正方向傳播的簡諧橫波，橫波，0時刻的波形如圖中實(shí)線所示，時刻的波形如圖中實(shí)線所示，t 時時刻的波形如圖中的虛線所示，已知波速為刻的波形如圖中的虛線所示，已知波速為30m/s，則，則T可能為多少？可能為多少？空間空間時間時間 【題【題1】如圖所示，沿波的傳播方向上有】如圖所示，沿波的傳播方向上有兩個相距為兩個相距為 1m 的質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn) P 和和 Q，當(dāng)，當(dāng) P 達(dá)到負(fù)達(dá)到負(fù)最大位移處時最大位移處時, Q 正好處于平衡位置且向上運(yùn)正好處
21、于平衡位置且向上運(yùn)動。那么這列波的波長可能為多少動。那么這列波的波長可能為多少?PQ 通過例題的講解通過例題的講解,使學(xué)生明白，波在空間上和使學(xué)生明白，波在空間上和時間上的周期性主要體現(xiàn)在解題時的非負(fù)整數(shù)時間上的周期性主要體現(xiàn)在解題時的非負(fù)整數(shù)n上。上。該過程既讓學(xué)生認(rèn)識到波的多解問題如何解決，同該過程既讓學(xué)生認(rèn)識到波的多解問題如何解決，同時鍛煉了學(xué)生的時鍛煉了學(xué)生的邏輯思維邏輯思維能力。能力。教師給出解題思路，學(xué)生自行解答。教師給出解題思路，學(xué)生自行解答。 【分析思路】：【分析思路】： 分析波傳播的方向是向右還是向左。分析波傳播的方向是向右還是向左。 例例1中根據(jù)傳播方向確定中根據(jù)傳播方向確定P和和Q之間的距離為之間的距離為（n+3/4），注意空間周期性。），注意空間周期性。 例例2中根據(jù)傳播方向確定波傳播的時間為中根據(jù)傳播方向確定波傳播的時間為（n+1/4)T,注意考慮時間周期性。注意考慮時間周期性。謝謝大家！謝謝大家！
寧夏銀川市高中物理 第十二章 機(jī)械波 第3節(jié) 波長、頻率和波速課件 新人教版選修34
