高二物理波長(zhǎng)頻率和波速

第三節(jié)波長(zhǎng)、頻率和波速,課前自主學(xué)案,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,課標(biāo)定位,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第三節(jié)波長(zhǎng)、頻率和波速,課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解波長(zhǎng)、頻率和波速的物理意義以及相互關(guān)系 2會(huì)應(yīng)用波的知識(shí)分析和解決問(wèn)題 重點(diǎn)難點(diǎn)：1.波長(zhǎng)、頻率、波速這三個(gè)物理量及這三個(gè)量間的關(guān)系 2波的傳播具有空間、時(shí)間上的周期性，易出現(xiàn)多解問(wèn)題,課前自主學(xué)案,一、波長(zhǎng)() 1定義：在波動(dòng)中，_總是相同的兩個(gè)_質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波長(zhǎng)，用表示 2特征：在橫波中，兩個(gè)_或兩個(gè)_之間的距離等于波長(zhǎng)；在縱波中，兩個(gè)_或兩個(gè)_之間的距離等于波長(zhǎng),振動(dòng)相位,相鄰,相鄰波峰,相鄰波谷,相鄰密部,相鄰疏部,相同,波源,波源,波長(zhǎng),倒數(shù),三、波速(v) 1波速：波速是指機(jī)械波在介質(zhì)中_的速度波速等于波長(zhǎng)與周期的比值 2波速公式： _ ，它又等于_與_的乘積，公式為_(kāi) . 3決定波速的因素：機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度由_的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速_，另外，波速還與_有關(guān) 4決定波長(zhǎng)的因素：波長(zhǎng)由_和_共同決定,傳播,波長(zhǎng),頻率,vf,介質(zhì)本身,不同,溫度,波源,介質(zhì),核心要點(diǎn)突破,一、波長(zhǎng)的確定及波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系 1波長(zhǎng)的確定 (1)根據(jù)定義確定 在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng) 波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng),(2)根據(jù)波動(dòng)圖象確定 在波動(dòng)圖象上，振動(dòng)位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng) 在波動(dòng)圖象上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng) 在波動(dòng)圖象上，兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng) (3)根據(jù)公式vT來(lái)確定,特別提醒：(1)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另外一種介質(zhì)，波源沒(méi)變，波的頻率不會(huì)發(fā)生變化；介質(zhì)的變化導(dǎo)致了波速和波長(zhǎng)的改變 (2)波長(zhǎng)也是波的周期性的體現(xiàn)，它體現(xiàn)的是波的空間上的周期性,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 1簡(jiǎn)諧波在給定的介質(zhì)中傳播時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是() A振幅越大，則波傳播的速度越快 B頻率越高，則波傳播的速度越快 C在一個(gè)周期內(nèi)，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) D在一個(gè)周期內(nèi)，波傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng),解析：選D.波在介質(zhì)中傳播的快慢程度稱(chēng)為波速波速的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定,與振幅無(wú)關(guān)，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)由于振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi),振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)走過(guò)的路程等于振幅的4倍，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T,振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，D選項(xiàng)正確,二、波的多解問(wèn)題及處理方法 1造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素 (1)周期性 時(shí)間周期性：相隔周期整數(shù)倍時(shí)間的兩個(gè)時(shí)刻的波形圖完全相同，時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確造成多解 空間周期性：沿傳播的方向上，相隔波長(zhǎng)的整數(shù)倍距離的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，質(zhì)點(diǎn)間距離x與波長(zhǎng)的關(guān)系不明確造成多解,(2)雙向性 對(duì)給定的波形圖，波的傳播方向不同，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也不同，反之亦然 傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定 振動(dòng)方向雙向性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定,2波動(dòng)問(wèn)題的幾種可能性 (1)質(zhì)點(diǎn)達(dá)到最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能 (2)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，則有起振方向向上、向下(或向左、向右)的兩種可能 (3)只告訴波速不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿x軸正方向和x軸負(fù)方向兩個(gè)方向傳播的可能 (4)只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能等,3解決波的多解問(wèn)題的方法 (1)解決周期性多解問(wèn)題時(shí)，往往采用從特殊到一般的思維方法，即找到一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的特例，在此基礎(chǔ)上，再加上時(shí)間nT；或找到一個(gè)波長(zhǎng)內(nèi)滿足條件的特例，在此基礎(chǔ)上再加上距離n. (2)解決雙向性多解問(wèn)題時(shí),養(yǎng)成全面思考的習(xí)慣，熟知波有向正、負(fù)(或左、右)兩方向傳播的可能，質(zhì)點(diǎn)有向上、下(或左、右)兩方向振動(dòng)的可能,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀) 2一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A.t0時(shí)，平衡位置在x0處的質(zhì)點(diǎn)位于y0處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x0.15 m處的質(zhì)點(diǎn)位于yA處該波的波長(zhǎng)可能等于() A0.60 mB0.20 m C0.12 m D0.086 m,課堂互動(dòng)講練,圖1231是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖象下列說(shuō)法中正確的是() 圖1231,A質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同的 B質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等 C質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng) D質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng),【精講精析】從圖象中可以看出質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在該時(shí)刻的位移都是零，由于波的傳播方向是向右的，容易判斷出質(zhì)點(diǎn)A、E、I的速度方向是向下的，而質(zhì)點(diǎn)C、G的速度方向是向上的，因而這五個(gè)點(diǎn)的位移不總是相同，所以選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的質(zhì)點(diǎn)B、F是處在相鄰的兩個(gè)波峰的點(diǎn)，它們的振動(dòng)步調(diào)完全相同，在振動(dòng)過(guò),程中位移總是相等的,故選項(xiàng)B是正確的質(zhì)點(diǎn)D、H是處在相鄰的兩個(gè)波谷的點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)，所以選項(xiàng)C也是正確的雖然質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同，振動(dòng)步調(diào)也完全相同，但由于它們不是相鄰的振動(dòng)步調(diào)完全相同的兩個(gè)點(diǎn)，它們的平衡位置之間的距離不是一個(gè)波長(zhǎng)(應(yīng)為兩個(gè)波長(zhǎng)),所以選項(xiàng)D是錯(cuò)誤的 【答案】BC,【誤區(qū)警示】由于波的周期性，每時(shí)每刻振動(dòng)相位或位移總是相同的點(diǎn)有很多，只有相鄰的兩質(zhì)點(diǎn)間的距離才等于一個(gè)波長(zhǎng),變式訓(xùn)練1關(guān)于機(jī)械波的波長(zhǎng)，下列說(shuō)法正確的是 () A平衡位置相距一個(gè)波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況總是相同 B運(yùn)動(dòng)情況總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距一個(gè)波長(zhǎng) C在橫波中，兩個(gè)相鄰的波峰間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng) D在橫波中，波峰到相鄰的波谷之間的距離等于半個(gè)波長(zhǎng) 答案：AC,如圖1232所示，圖甲為某一波動(dòng)在t1.0 s時(shí)的圖象，圖乙為參與該波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象 圖1232,(1)判斷波的傳播方向； (2)求該波波速,【答案】(1)向左傳播(2)4.0 m/s,變式訓(xùn)練2(2010年高考浙江卷)在O點(diǎn)有一波源,t0時(shí)刻開(kāi)始向上振動(dòng),形成向右傳播的一列橫波t14 s時(shí)，距離O點(diǎn)為3 m的A點(diǎn)第一次達(dá)到波峰；t27 s時(shí)，距離O點(diǎn)為4 m的B點(diǎn)第一次達(dá)到波谷則以下說(shuō)法正確的是() A該橫波的波長(zhǎng)為2 m B該橫波的周期為4 s C該橫波的波速為1 m/s D距離O點(diǎn)為1 m的質(zhì)點(diǎn)第一次開(kāi)始向上振動(dòng)的時(shí)刻為6 s末,如圖1233所示，實(shí)線是某時(shí)刻的波形圖象，虛線是0.2 s后的波形圖 圖1233,(1)若波向左傳播，求它的可能周期和最大周期 (2)若波向右傳播，求它的可能傳播速度 (3)若波速是45 m/s，求波的傳播方向,【誤區(qū)警示】在解決波動(dòng)問(wèn)題時(shí)，一定要注意考慮波傳播方向的雙向性，以及時(shí)間的周期性和空間的周期性，即tnTt，xnx.,變式訓(xùn)練3一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線由a向b傳播，相距10.5 m的a、b兩處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象如圖1234中a、b所示，則() 圖1234,A該波的振幅可能是20 cm B該波的波長(zhǎng)可能是8.4 m C該波的波速可能是10.5 m/s D該波由a傳播到b可能歷時(shí)7 s,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄,按ESC鍵退出全屏播放,謝謝使用,