【金版教程】2015年高中物理 12-3 波长、频率和波速课件 新人教版选修3-4

3.波长、频率和波速
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3.波长、频率和波速
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D典例透析
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1.知道波长、频率和波速的概念,了解它们的决定因素,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有关分析与计算。
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D典例透析
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波的图象反映出的物理信息 【例1】 如图所示,一列简谐波在某一时刻的波形。下列说法中 正确的是( )
A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同 B.质点B、F在振动过程中位移总是相等 C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长 D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距 离是一个波长 点拨:本题主要考查波长的概念及对概念的理解。
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(3)由题中乙图知t=1.0 s时质点P向y轴负方向运动,结合题中甲图 可以确定波向左传播。 答案:(1)4 m/s (2)2.8 m (3)向左传播 题后反思对于波动与振动相结合的问题,要充分利用两图象提供 的相关信息分析问题,例如可以从两图象上分别读出λ与T,结合振 动图象还可判断出波形上某点的振动方向等。
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3.波长、频率和波速
类型一 类型二 类型三 类型四
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题后反思在理解波长的概念时,要注意切不可把“在振动中位移 总是相等的质点”与“在振动中某一时刻位移相等”混为一谈,另外 还要注意“相邻”这一关键词,不要把波长的概念理解为“两个在振 动中位移总是相等的质点间的距离”。

A. 反映了振动在介质中传播的快慢 B. 反映了介质中质点振动的快慢 C. 波速由介质决定，与波源无关 D. 反映了介质中质点迁移的快慢
波长、周期（频率）和波速的关系
在波动中，每经过一个周期T，振动在介 质中传播的距离等于一个波长λ
v 或v f
T
也可用 v s t
说明：
(1)波的频率f，由波源决定，与介质无关。 (2)波速v由介质决定，与波源无关。 (3)一列波进入两种不同的介质，其频率不
变，波速与波长相应改变。
课堂练习
关于简谐波说法中正确的是（ C ）
A．两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一 个波长 B．任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长 C．波动在一周期内向前传播的距离等于波长 D．在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长
课堂练习
关于v=fλ和v=λ/T说法正确的是（ ABD ）
1. 定义：
波速
单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
2. 物理意义 ：
描述的是振动形式在介质中传播的快慢程度。
3. 说明：
（1）波速的大小由介质的性质决定，同一
列波在不同介质中传播速度不同。
（2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的。
（3）波速与质点的振动速度不同，质点的振 动是一种变加速运动
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。 •2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 •3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。 •4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
2. 说明
（1）波的周期由波源决定，同一列波在不同介 质中传播时周期（或频率）保持不变． （2）每经过一个周期的时间波就沿传播方向传 播一个波长的距离。 （3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。

①O 点和 A 点：此时 λ＝2OA＝2×6 m＝12 m。 ②O 点和 B 点：此时 λ＝OB＝6 m。 ③A 点和 D 点：此时 λ＝23AD＝23×6 m＝4 m。 故选项 C 正确。 答案：C
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、λ1、v1 和 f2、λ2、v2，它们之间的关系是
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
()
A．4 m、6 m 和 8 m
B．6 m、8 m 和 12 m
C．4 m、6 m 和 12 m
D．4 m、8 m 和 12 m
解析：如图可知，满足题意的两点可能有以下情况：
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＝Tλ
可知波长改变，选项 D 正确。
答案：BD
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
点之间距离是波长 λ 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 λ 的整数倍，故 D 错误。 答案：A
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 λ
v＝__T__＝ fλ 。 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。

我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解。
[针对训练2] (多选)如图4所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m。 b点在a点右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点位移达到正向极大时，b 点位移恰好为零，且向下运动。经过1.00 s后，a点位移第一次变为零，且向下运 动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于( AC)
(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。
2.波动问题的几种可能性
(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。 (2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向 右)两种可能。 (3)只告诉波速不指明波的传播方向时，应考虑波沿两个方向传播的可 能。 (4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能。
②同侧法： 将两个方向标在图中质点上，两箭头应 在曲线的同侧
③微平移法： 将波形图沿传播方向移动一段微小的距离， 观察质点运动到了更上方还是更下方
思考讨论：
01 什么波长（符号、定义、物理意义）？在横波和纵波中怎样找波长？ 02 什么是波的周期和频率（定义、符号、物理意义）？它由什么决定？ 03 什么是波速（定义、符号、物理意义）？它由什么决定？ 04 波长、周期/频率、波速之间有何关系？写出它们的关系式。
B.振幅为20 cm D.传播速度为10 m/s
五、波的多解问题
1.造成波动问题多解的主要因素 (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Δt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Δx与波长λ的关系不明确造成多解。