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3．波长、频率和波速1．理解波长、频率和波速的物理意义，能在波的图象中求出波长。
2．理解波源振动周期、各质点振动周期与波传播的周期(频率)的关系。
3．知道波速的物理意义，理解波长、周期(频率)和波速之间的关系，能初步利用这一关系进行计算。
在古代战争中，士兵常常会将箭筒放在地上，枕着箭筒睡觉。
你知道这是为什么吗？提示：古代士兵之所以枕着箭筒睡觉是因为能听到从较远的距离传来的部队行军时的声音，箭筒起到收集声波的作用，而且在相同距离时，声音在大地中传播比在空气中传播要快。
1．波长λ：在波动中，振动相位总是相同的两个________间的距离，叫做波长，通常用____表示。
在横波中，两相邻的____________之间的距离等于波长。
在纵波中，两相邻____________之间的距离等于波长。
2．频率f：波的频率由__________决定，在任何介质中频率不变，等于波源的振动频率。
3．波速v：波速仅由________的性质决定，在不同的介质中波速不同。
4．波速与波长和周期的关系为______，即波源振动几个周期，波向前传播几个波长。
思考：当波从一种介质进入另一种介质时，波长、频率和波速，哪个物理量保持不变？答案：1．相邻质点λ波峰(或波谷)密部(或疏部)2．波源的频率3．介质本身4．v＝λT思考提示：波的频率由波源的频率决定，和介质无关。
一、波长、波速、频率的决定因素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。
当波从一种介质进入另一种介质时，波源没变，波的周期和频率不会发生变化。
所以说周期和频率由波源决定。
2．波速v：由介质的物理性质决定，同一均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒定。
所以说波速由介质决定。
3．波长λ：对一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化，始终是v＝λT＝λf，由于v、T都由相关因素决定，而这些因素同时又决定了波长λ，即波长λ由波源和介质共同决定。
江苏省淮阴中学教育集团北京路中学教学案一列简谐横波从A点沿X轴正方向传播了一个形成如图所示的波形.此时波源突然停止振动质点的振动情况如何?关于机械波的概念，下列说法中正确的是[ ]．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向．简谐波沿长绳传播，绳内相距半个波长的两质点振江苏省淮阴中学教育集团北京路中学教学案江苏省淮阴中学教育集团北京路中学教学案解题1．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，0点为波源。
0=t 时的波形如图，此刻波传播到x 轴上的B 质点，在它左边的A 质点在负最大位移处。
在s t 5.01=时，质点A 第二次出现在正的最大位移处，试讨论以下问题： （1）该波波源开始振动的方向 （2）该波的波速（3）s t 5.01=时，质点C 的位置和振动方向（4）当m x 5=的质点E 第一次出现在正最大位移处时，质点B 的位置和振动方向（5）s t 25.2=时刻，质点C 相对平衡位置的位移 （6）试画出s t 75.0=时刻的波形图2．如图，是一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在0=t 时刻的波形。
已知这列波在P 点处依次出现两个波峰的时间间隔为s 4.0A ．这列波的波长为m 5B ．这列波的波速为s m /10C ．质点Q 需要再经过s 7.0，才能第一次达到波峰D ．质点Q 到达波峰时，质点P 也恰好到达波峰 3．一列横波在x 轴上传播，01=t 和s t 05.02=（1）若波向右传播，且周期大于)(12t t -，求波速。
（2）设周期小于)(12t t -，且波速为s m /60，求波的传播方向。
4．如图，一列简谐横波向右传播，波速为v ，沿波的传播方向上有相距为L 的P 、Q 两质点。
某时刻P 、Q 两质点都处于平衡位置，且P 、Q 间仅有一个波峰。
经过时间t ，Q 质点第一次运动到波谷，试求出波长的可能值。
江苏省淮阴中学教育集团北京路中学教学案-Q Pv .0.0-y/cm2-2O P12345678910x/mQ y/cmx/m5-500.1M 0.30.420406080A OByx/m得：1．一列简谐横波沿直线传播，在传播方向上有相距6m的A、B两点，某时刻A点在正位移最大值处，而B点恰好在平衡位置，从这一时刻起，经s∆，A点回到平衡位置，=⨯5-10t3而B点恰好在负位移最大值处。
3-4 机械波典型题型分类汇总（一）基本问题1．关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A．质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B．简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等振动步调反向C．任一振动质点每经过一个周期时沿波的传播方向振动的形式移动一个波长D．对于已经振动的质点，相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同E．机械波能够传播能量F．在机械波的传播过程中，介质中的质元和运动形式一起向外传播G．机械波能够发生干涉、衍射现象H．机械波在真空中也能传播，且传播的速度最大2．简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是（）A.振幅越大，则波传播的速度越快B．振幅越大，则波传播的速度越C．在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短3．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是。
（填入选项前的字母，有填错的不得分）A．弹簧振子的周期与振幅有关B.横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率4某．地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4 km/s 和 9 km/s一。
种简易地震仪由竖直弹簧振子P 和水平弹簧振子H 组成（如图）。
在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差 5 s 开始振动，则（）A．P 先开始振动，震源距地震仪约 36 km B．P 先开始振动，震源距地震仪约 25 kmC．H 先开始振动，震源距地震仪约 36 km D．H 先开始振动，震源距地震仪约 25 km5.在介质中有一沿水平方向传播的简谐横波。
一顶点由平衡位置竖直向上运动，经 0．1s 到达最大位移处。
在这段时间内波传播了0．5 m，则这列波（）A.周期是0．2 s B．波长是0．5 m C．波速是2 m/s D．经1．6 s 传播了8 m6.细绳的一端在外力作用下从 t=0 时刻开始做简谐振动，激发出一列简谐横波。
高中物理选修3-4知识点总结一．简谐运动1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。
机械振动产生的条件是：（1）回复力不为零。
（2）阻力很小。
使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。
2、简谐振动：在机械振动中最简单的一种理想化的振动。
对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：（1）物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。
（2）物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，在高中物理教材中是以弹簧振子和单摆这两个特例来认识和掌握简谐振动规律的。
3、描述振动的物理量描述振动的物理量，研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物理量。
（1）位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。
位移是矢量，其最大值等于振幅。
（2）振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。
振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。
（3）周期T：振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。
所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。
（4）频率f：振动物体单位时间内完成全振动的次数。
（5）角频率：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。
引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。
因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。
周期、频率、角频率的关系是：。
（6）相位：表示振动步调的物理量。
现行中学教材中只要求知道同相和反相两种情况。
4、研究简谐振动规律的几个思路：（1）用动力学方法研究，受力特征：回复力F =－Kx；加速度，简谐振动是一种变加速运动。
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十四章电磁波测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)1.为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描．该扫描速度可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象．由以上信息可知()A．由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了B．电磁波必须在介质中才能传播C．手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内D．手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的的2.下列论述正确的是()A．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法B．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大C．一切物体都在不停地发射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强D．雨后天空出现彩虹是光的干涉现象3.如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S 断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图象是图中的()A．B．C．D．4.振荡电路的线圈自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为()A．2πB．πC．D．5.图示为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S，若在t1到t2时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由B开始均匀增加，该段时间线圈两端a和b之间的电势差为－U，则在时刻t2磁感应强度大小B′为()A．－＋BB．－BC．D．＋B6.下列电磁波中，波长最短的是()A．无线电波B．红外线C．γ射线D．紫外线7.关于真空中的电磁波，下列说法中正确的是()A．频率越高，传播速度越大B．无线电波传播不需要介质且波速等于真空中的光速C．波长越大传播速度越大D．由麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生电场8.关于电磁波，下列说法正确的是()A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变B．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波9.电磁波在空气中传播的速度是3.0×108m/s.某广播电台发射波长为50 m的无线电波，无线电波的频率是()A． 1.50×106HzB． 6.0×106HzC． 5.0×106HzD． 3.0×106Hz10.关于电磁波谱，下列说法正确的是()A． X射线的频率比其他电磁波的频率高B．可见光比无线电波更容易发生干涉、衍射现象C．傍晚的阳光呈红色，是因为大气对波长较短的光吸收较强D．电磁波谱中的紫外线不具有能量11.若在真空中传播的电磁波频率增大，则该电磁波传播的()A．速度不变，波长减小B．速度不变，波长增大C．速度减小，波长增大D．速度增大，波长不变12.在LC振荡电路中，当电容器的电荷量最大时()A．电场能开始向磁场能转化B．电场能正在向磁场能转化C．电场能向磁场能转化完毕D．磁场能正在向电场能转化13.用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器14.下列说法正确的是()A．电磁波在真空中以光速c传播B．在空气中传播的声波是横波C．声波只能在空气中传播D．光需要介质才能传播15.下列说法正确的是()A．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波B．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫解调C．所有波都能发生干涉、衍射和多普勒效应D．麦克斯韦首先提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在第Ⅱ卷二、计算题(共3小题，每小题10分,共30分)16.已知一广播电台某台的接受频率为4×106Hz，电磁波在真空中的传播速度为3.0×108m/s，求：(1)该电磁波的波长为多少；(2)若接受者离发射台的距离为3 000 km，电磁波从发射到接受所经历的时间．17.某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，如图乙所示，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．18.在波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，(1)哪种波长的无线电波在收音机激起的感应电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些，还是旋出一些？三、填空题(共2小题，每小题5.0分,共10分)19.如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射实验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为 0.566 m．为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为________．20.如图所示为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在________电，电感线圈中的电流在________(填“增大”“减小”或“不变”)，如果振荡电流的周期为π×10－4s，电容为C＝250 μF，则自感系数L＝________ H.答案解析1.【答案】D【解析】电磁波在空间的存在，不会因手机信号屏蔽器而消失，故A错．电磁波可以在真空中传播，B错．由题意知手机信号屏蔽器工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描，干扰由基站发出的电磁波信号，使手机不能正常工作，故C错，D正确．2.【答案】C【解析】在探究加速度与力、质量的关系实验中使用控制变量法，故A错误；光的双缝干涉实验中，光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，若仅将入射光从红光改为紫光，由于红光波长大于紫光，则相邻亮条纹间距变小，故B错误；一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强，故C 正确；雨后天空出现的彩虹是光的折射现象，故D错误．3.【答案】B【解析】开关S闭合时，由于线圈电阻为零，线圈中有自左向右的电流通过，但线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零．断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B板带正电，A板带负电，电荷量逐渐增加，经电荷量达最大，这时LC回路中电流为零，从～时间内，电容器放电，A板上负电荷逐渐减少到零．此后在线圈中自感电动势的作用下，电容器被反向充电，A板带正电，B板带负电，并逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板上电荷量随时间变化的情况如图B所示．4.【答案】C【解析】振荡电路的振荡周期T＝2π；则第一次放电完毕的时间，即电容器两极电压从最大值降到零的最短时间为：T＝＝，故C正确，A、B、D错误．5.【答案】D【解析】题目已经说明磁通量增加，故根据法拉第电磁感应定律，有：U＝nS解得：B′＝＋B故选D.6.【答案】C【解析】电磁波按照由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线(伦琴射线)、γ射线；故无线电波、红外线、γ射线、紫外线中波长最短的是γ射线，最长的是无线电波．故选C.7.【答案】B【解析】在真空中任意电磁波的速度均相等，电磁波在真空中传播速度等于光速，大小为3×108m/s，和电磁波的频率大小、波长长短、周期长短无关，故A、C错误，B正确；麦克斯韦电磁场理论说明变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场，故D错误．8.【答案】D【解析】电磁波不需要通过介质，而机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变，故A错误；发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故B错误；雷达发射的是直线性能好、反射性能强的微波，故C错误；麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，故D正确．9.【答案】B【解析】根据c＝λf得f＝＝＝Hz＝6×106Hz.所以无线电波的频率为6×106Hz，故B正确，A、C、D错误．10.【答案】C【解析】γ射线的频率比X射线高，A错误，波长越长，衍射现象越明显，B错误，C正确，电磁波都具有能量，D错误．11.【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；由c＝λf知：电磁波频率越高，波长越短．故A 正确，B、C、D错误．12.【答案】A【解析】在LC振荡电路中，当电容器所带的电荷量最大时，电场能最大，磁场能为零，是电场能开始向磁场能转化的时刻，也是磁场能向电场能转化完毕的时刻，故选A.13.【答案】A【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．红外线报警装置是感应红外线去转换成电学量，从而引起报警．而遥控器调换电视机的频道的过程，也发出红外线．故A正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确．14.【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度与光在真空中的传播速度相同，故A正确；空气中的声波是纵波，故B错误；声波不仅能在空气中传播，也能在固体、液体中传播，但不能在真空中传播，故C错误；光可以在真空中的传播，不需要介质，故D错误．15.【答案】C【解析】机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有横波，A错误；在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫调制，将声音和图象信号从高频电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调，B错误；所有波都能发生干涉、衍射和多普勒效应，C正确；麦克斯韦首先提出了电磁波理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，D错误．16.【答案】(1)75 m(2)0.01 s【解析】(1)根据波速＝波长×频率，即c＝λf可得：λ＝＝m＝75 m.(2)根据t＝，代入数据，则有：t＝s＝0.01 s.17.【答案】v＝【解析】第1次测量时汽车距雷达距离s1＝，第二次测量时汽车距雷达距离s2＝，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝＝＝.这里有一个微小误差，即t不是两个位置的时间差，准确值应为t－＋，但和相差很小，对v计算结果的影响可略去不计．18.【答案】(1)波长为397 m的无线电波(2)旋出一些【解析】(1)根据公式f＝得f1＝＝Hz≈1 034 kHz，f2＝＝Hz≈756 kHz，f3＝＝Hz≈530 kHz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中激起的感应电流最强．(2)要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率．因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些，通过减小电容达到增大调谐电路固有频率的目的．19.【答案】电视信号电视信号波长较短，很难发生衍射现象【解析】从题中知，传输无线电广播所用电磁波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发．20.【答案】充减小10－5【解析】根据题图中的磁感线方向，用安培定则可判断出电路中的电流方向为由下往上，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小，又由T＝2π可得L＝，所以L＝10－5H。
选 修3—4一、知识网络周期：g L T π2=机械振动 简谐运动 物理量：振幅、周期、频率 运动规律 简谐运动图象 阻尼振动 受力特点 回复力：F= - kx 弹簧振子：F= - kx 单摆：x L mg F -= 受迫振动 共振 波的叠加 干涉 衍射 多普勒效应 特性 实例 声波，超声波及其应用机械波 形成和传播特点 类型 横波 纵波 描述方法 波的图象 波的公式：vT =λ x=vt 电磁波 电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场→预言电磁波的存在 赫兹证实电磁波的存在电磁振荡：周期性变化的电场能与磁场能周期性变化，周期和频率电磁波的发射和接收电磁波与信息化社会：电视、雷达等电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x 射线、ν射线二、考点解析考点80 简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
简谐运动的回复力：即F = – kx注意：其中x 都是相对平衡位置的位移。
区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点）⑴回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反⑵“k ”对一般的简谐运动，k 只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数⑶F 回＝－kx 是证明物体是否做简谐运动的依据2）简谐运动的表达式： “x = A sin (ωt ＋φ)”3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。
可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。
A 、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等①同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.②对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反. 相对论简介 相对论的诞生：伽利略相对性原理狭义相对论的两个基本假设：狭义相对性原理；光速不变原理时间和空间的相对性：“同时”的相对性长度的相对性： 20)(1cv l l -= 时间间隔的相对性：2)(1cv t -∆=∆τ相对论的时空观狭义相对论的其他结论：相对论速度变换公式：21cv u vu u '+'= 相对论质量： 2)(1cv m m -= 质能方程2mc E =广义相对论简介：广义相对性原理；等效原理广义相对论的几个结论：物质的引力使光线弯曲引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别③对称段：经历时间相同④一个周期内，振子的路程一定为4A （A 为振幅）；半个周期内，振子的路程一定为2A ；四分之一周期内，振子的路程不一定为A每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反B 、振幅与位移的区别：⑴位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值⑵对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变思考：1、平衡位置的合力一定为0吗？ （单摆）2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？ （竖直弹簧振子）3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？考点81 单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） 要求：Ⅰ1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关2）单摆的周期公式（惠更斯）g l T π2=（l 为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测N 次全振动所用时间t ，则T=t/N ）3）数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以l 和T 2为纵横坐标，作出224T gl π=的图象（变非线性关系为线性关系）；4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比考点82 受迫振动和共振 要求：Ⅰ受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。
《12.1 波的形成和传播》学科：物理授课教师：姜恩海授课班级：高二（3）班一、教材分析《12.1 波的形成和传播》是新人教版高中物理选修3-4第十二章第一节的教学内容，主要学习机械波的形成过程，机械波的分类，可以说课程内容比较简单。
本节是对前面知识的提升，又是后面波动知识的基础。
二、教学目标1、知识目标：①知道直线上机械波的形成过程②知道什么是横波和纵波,知道波峰、波谷和密部和疏部③知道波在传播运动形式的同时也传递了能量2、能力目标：①培养学生进行科学探索的能力②培养学生观察、分析和归纳的能力3、情感、态度和价值观目标：通过对波动现象的研究培养学生的空间想象能力和思维能力三、教学重点、难点分析机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。
四、教学方法和教具实验探索和多媒体辅助教学，需要准备绳子、波动演示箱。
五、教学过程(一)复习旧知：提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？学生答：机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动．(二)情景导入、展示目标。
提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四周传播，直到很远。
［演示］绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？（激发兴趣，引出课题）在这两个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。
（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。
）学生会列举水波、声波、无线电波、光波。
教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。
水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。
这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。
（三）合作探究、精讲点拨现在学习第一节，波的形成和传播。
通过以上几个例子，师生共同分析，得出波产生的条件：① 振源：激发波动的振动系统（也称波源）②介质：波借以传播的物质波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）探究、波的形成和传播实验（一）理论分析：（以绳波为例，用白纸和磁铁演示，引导同学们动手画出相对应波形图）设想把绳分成许多小部分每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力。
波的形成和传播 波的图像__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________1.理解波的图像及特性。
2.学会分析波的多解性及波的干涉和衍射。
1. 机械波的产生（1）机械振动在介质中的传播形成机械波． （2）机械波的产生条件：必须要有波源和介质．2. 机械波的分类（1）横波：质点的振动方向与传播方向垂直，凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷． （2）纵波：质点的振动方向与传播方向在同一条直线上，质点分布最密的地方叫密部，质点分布最疏的地方叫疏部．3. 描述机械波的物理量（1）波长：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻波峰（或波谷）间的距离等于波长；在纵波中，两个相邻密部（或疏部）间的距离等于波长．（2）频率：波的频率由波源决定，无论在什么介质中传播，波的频率都不变． （3）波速：单位时间内振动向外传播的距离．波速的大小由介质决定． 波速与波长和频率的关系：v f Tλλ==．4. 特点（1）机械波在传播运动形式的同时，也将波源的能量传递出去．（2）机械波的传播过程中，质点在各自平衡位置附近振动，不随波迁移.（3）介质中各个质点的振动周期和频率与波源的振动周期和频率相同.（4）离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，各质点的起振方向相同.5. 波的现象（1）衍射①波绕过障碍物继续传播的现象叫做衍射．②产生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多.（2）波的叠加：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和.（3）干涉①频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象．②产生稳定的干涉现象的必要条件：两列波的频率相同.③若两波源的振动步调一致，某点到两波源的距离之差为波长的整数倍，则该点为加强点；某点到两波源的距离之差为半波长的奇数倍，则该点为减弱点．这里的加强和减弱指的不是位移的增大或减小，而是振幅的增大和减小，即：加强的点只是振幅大了，并非任一时刻的位移都大；减弱的点只是振幅小了，也并非任一时刻的位移都小．（4）多普勒效应：由于波源和观察者之间的相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象，叫做多普勒效应．如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小．6. 波动图象（1）表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移. 简谐波的图象为正弦或余弦曲线．（2）区分波动图象和振动图象①波动图象描述各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移，振动图象描述一个质点在各个时刻离开平衡位置的位移.②波动图象的横轴是各个质点的平衡位置，振动图象的横轴是时间轴.③具体对比如下表：简谐振动的振动图像机械波的波动图像图像函数关系一个质点做简谐运动时，它的位移x随时间t变化的关系它在某一时刻某一直线上各个质点的位置所形成的图线（横波）坐标横轴一个质点振动的时间各质点的平衡位置（距离）纵轴一个质点不同时刻相对平衡位置位移同一时刻，各质点相对各自平衡位置的位移形状 正弦函数或余弦函数的图像由图像 可直观 得到的 数据 周期T 振幅A波长λ 振幅A 波峰及波谷的位置图像上 某一点 的意义 在某时刻（横轴坐标）做简谐运动的物体相对平衡位置的位移（纵轴坐标）在某时刻，距坐标原点的距离一定（横轴坐标）的该质点的位移（纵坐标）（3）横波的传播方向与质点振动方向的判断①微平移法：沿波的传播方向将波的图象做一个微小平移，然后由两条波形曲线来判断. 如图甲所示，虚线表示沿波的传播方向微平移波动图象后的图形，由图中可以看出，A 质点运动方向向上，B 质点运动方向向下.②上下坡法：沿波的传播方向看，上坡的点向下振动，下坡的点向上振动，即“上坡下、下坡上”. 如图乙所示，将波动曲线看作人行走的路径，波的传播方向看作人行走的方向，则在A 点处，人正在下坡，该处质点的振动方向向上；B 点处，人正在上坡，该处质点的振动方向向下.③同侧法：质点的振动方向与波的传播方向在波的图象的同一侧. 如图丙所示，在波动图象上的A 点沿水平方向作一个箭头表示波的传播方向，再在竖直方向作一个箭头表示质点振动方向，则这两个箭头总是在波动曲线的同一侧.（4）在波的图象上各质点振动方向的规律①质点的起振方向与波源开始振动的方向一定相同．②处于最大位移处（波峰或波谷）的质点一定将向平衡位置运动．③处于相邻的波峰和波谷之间的质点的振动方向一定相同；处于波峰（或波谷）两侧位移都为正值（或都为负值）的质点的振动方向一定相反．④对于横波在最大位移两侧，哪侧附近的质点正向最大位移运动，波就向哪侧方向运动．7. 多解性（1）波的时间、空间周期性,x n x t kT t λ=+=+ΔΔ，x n xv t kT tλ+==+ΔΔ（n k 、取自然数） 若x 与λ或t 与T 有约束关系，则解的个数有限． （2）波传播的双向性（3）题中所给条件如时间t Δ与周期T 关系不确定或传播距离x Δ与波长λ之间大小关系不确定 （4）介质中质点的振动方向未定8．已知某时刻的波形图和波速可以画出在时间t Δ前（或后）的波形图，具体方法是：（1）平移法：先算出经时间t Δ波传播的距离x v t Δ＝Δ，再把波形逆着（若顺着）波的传播方向平移x Δ即可，因为波动图像的重复性，若知波长λ，则波形平移n λ时波形不变，当x n x λ=+Δ时，可采取去整n λ留零x 的方法，只需平移x 即可．（2）特殊点法：（若知周期T 则更简单）在波形上找两个特殊点，如过平衡位置的点和它相邻的峰（谷）点，先确定这两点的振动方向，再看=t nT t +Δ，由于经nT 波形不变，所以可采取去整nT 留零t 的方法，分别作出两特殊点经t 后的位置，然后按正弦规律画出新波形．类型一：机械振动与机械波 单摆的周期例1．（2015 北京）周期为 2.0s 的简谐横波沿 x 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点 P 沿 y 轴负方向运动，则该波（ ）A ．沿 x 轴正方向传播，波速v = 20 m/sB ．沿 x 轴正方向传播，波速v =10 m/sC ．沿 x 轴负方向传播，波速v = 20m/sD ．沿 x 轴负方向传播，波速v =10 m/s解析：机械振动与机械波为每年必考题目，难度都不大。
