【创新设计】2014-2015学年高中物理 2.3 波速与波长、频率的关系课件 教科版选修3-4.ppt

高中物理高中物理选修选修3-4教科版教科版第二章机械波第二章机械波2.3 波速与波长、频率的关系波速与波长、频率的关系 v目标定位v1.知道什么是波的频率(周期)并能理解它的意义.v2.知道什么是波速，了解决定波速的因素.v3.会用公式vf进行相关计算.v4.掌握波在传播过程中的周期性和双向性v一、波长v1定义：沿波的传播方向，任意两个 的质点之间的距离(包含 “完整的波”)，叫做波的波长，常用表示v2横波中任意两个 的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长纵波中任意两个 的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长预习导学预习导学一个一个 相相邻邻的同相振的同相振动动 相相邻邻 相相邻邻 v二、振幅v1 定 义：在 波 动 中，各 质 点 离 开 平 衡 位 置 的 ，即其振动的振幅，也称为 振幅v2波的振幅大小是波所传播 的直接量度v三、频率v1定义：波在传播过程中，介质中质点振动的频率都 ，这个频率被称为波的频率v2波的频率等于 振动的频率，与介质的种类 v3频率与周期的关系：f 或fT .预习导学预习导学最大距离最大距离 波的波的 波的波的 相同相同 无关无关 波源波源 1 v四、波速v1决定因素：机械波在介质中的传播速度由 本身的性质决定v2波速、波长、周期(频率)的关系：v 或v .v想一想波速就是振动速度吗？v答案不是波速是振动形式匀速向外传播的速度，始终沿传播方向，在同一均匀介质中波速不变；振动速度是指质点在平衡位置附近振动的速度，大小和方向都随时间做周期性变化.预习导学预习导学介介质质 f v一、波长、频率、周期、波速v1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、无任何关系v2速度v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒定课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义v【例1】关于机械波的频率、波速、波长，下列说法正确的是v()vA两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长vB波的频率等于波源的振动频率vC波速等于波源的振动速度vD波由一种介质进入另一种介质，波速和波长都要改变课堂讲义课堂讲义v答案BDv借题发挥波长的定义中要强调“总是相同”的理解；波的频率等于波源的振动频率；波速由介质决定；波长由波源和介质共同决定课堂讲义课堂讲义v【例2】(2014重庆理综，11(2)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图221所示的图像，y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标由此图求振动的周期和振幅图图221 课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义v二、波的多解问题v1波具有时间和空间的周期性，传播具有双向性，所以关于波的问题更容易出现多解造成多解的主要因素有：v(1)时间间隔t与周期T的关系不明确；v(2)波的传播距离x与波长的关系不明确；v(3)波的传播方向不确定课堂讲义课堂讲义v2在解决波的问题时，对题设条件模糊，没有明确说明的物理量，一定设法考虑其所有的可能性：v(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，则有起振方向相反的两种可能；(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑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课堂讲义课堂讲义v【例3】一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形如图222中的实线和虚线所示v(1)设周期大于(t2t1)，求波速；v(2)设周期小于(t2t1)，并且波速为6 000 m/s.求波的传播方向图图222 课堂讲义课堂讲义课堂讲义课堂讲义v答案(1)波向右传播时v400 m/s波向左传播时，v1 200 m/s(2)x轴负方向课堂讲义课堂讲义v借题发挥解决周期性及双向性带来的多解问题的一般思路如下：v(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播的可能性进行讨论v(2)对设定的传播方向，确定t和T的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内的情况，然后在此基础上加nT.课堂讲义课堂讲义v(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间t大于或小于一个周期等所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意v(4)空间的周期性和时间的周期性是一致的，实质上是波形平移规律的应用，所以解题时我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解课堂讲义课堂讲义v【例4】一列简谐横波沿x轴正方向传播，已知x轴上相距d3.6 m的两个质点M、N的振动图像分别如图223甲和乙所示，已知质点M比N质点先起振，则该波()图图223 课堂讲义课堂讲义vA波长可能为4.8 mvB频率可能为0.2 HzvC传播速度可能为3.6 m/svD质点M在波谷时，质点N在波峰课堂讲义课堂讲义v答案A