辽宁省大连市高中物理-第十二章-机械波-12.3-波长、频率和波速讲义-新人教版选修.ppt

描述简谐运动的物理量,振幅 位移 周期,回复力 加速度,知识回顾,x/cm,y/cm,0,v,1,2,3,4,5,6,已知波的传播方向，怎样判定质点的振动方向？,列奥纳多,达,芬奇曾这样来描述波,“,常常是（水）波离开了它产生的地方，而那里的水并不离开；就像风吹过庄稼形成波浪，在那里我们看到波浪穿越田野而去，而庄稼仍在原地。,”,从中我们可以认识到波的基本特征，在物理学中，运动状态用物理量描述。那么我们用哪些物理量来描述机械波呢？,导入新课,第十二章 机械波,波长、频率和波速,1.,理解波长、频率和波速的物理意义,2.,理解波长、频率和波速之间的关系,教学目标,知识与能力,:,1.,能够在波的图象中找到波长；,2.,学会运用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。,过程与方法,:,通过对波的多解性问题的讨论，使学生知道解决问题时要全面分析。,情感、态度与价值观：,教学重难点,教学重点,1.,知道在波的图象中求波长。,2.,理解波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系。,3.,学会用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。,用波长、频率和波速之间的关系求解波的多解问题,教学难点,一、波长,二、周期和频率,三、波速,四、波长、频率和波速的关系,本节导航,哪些点的振动步调完全一致？,注意,1.,定义,:,在波动中，振动相位,总是相等,的两,相邻,质点间的距离叫做,波长,。,波长,2,.,物理意义：,反映了波动在空间上的周期性。,3.,说明：,（,1,）“相位总是相等”的含义是“任何时刻对平衡位置的位移的大小和方向总是相等。”,（,2,）注意“相邻”二字。,（,3,）在横波中，两个,相邻的波峰,(,或波谷,),之间的距离等于波长。,在纵波中，两个,相邻的密部,(,或疏部,),之间的距离等于波长。,（,4,）,同相点,:,相距为整数个波长,(n),的两质点的振动完全相同,称同相点。,反相点,:,相距为半波长的奇数倍,(2n+1)/2,的两质点的振动完全相反，称反相点。,x/cm,y/cm,0,v,1,2,3,4,5,6,周期和频率,定义：,波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。,2.,说明,（,1,）同一种波在同一种介质中传播时周期（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。,波源质点作简谐运动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平衡位置做简谐运动。这种状态在介质中就由近及远地向前传播出去。由此我们看到，波的传播是有一定速度的。,波速,单位时间内振动所传播的距离叫做波速。,描述的是振动在介质中传播的快慢程度。,定义：,2,.,物理意义：,同一振动在不同介质中传播的快慢程度不同，同一列波在不同介质中传播的速度也就不同。由此可以想到,（,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.,说明：,区分波速与质点振动速度的含义,（,3,）波速在同种均匀介质中具有某一定值，质点振动速度的大小和方向都是随时间改变的。,下例关于波速的正确说法是（）,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,AC,实际问题,波长、频率和波速关系,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,(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。,1.,说明：,例,1.,下列说法正确的是（）,A.,当机械波从一种介质进入另一种介质时保持不变的物理量是波长,B.,传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期和振幅,C.,由波在均匀介质中的传播速度公式,v,f,，可知频率越高，波速越大,D.,在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同,B,实际问题,以下说法正确的是（）,A.,波的频率由振源决定，与介质无关,B.,机械波的波速由介质决定，与振源无关,C.,波长由介质决定，与振源无关,D.,波长由介质和振源共同决定,ABD,举一反三,例,2.,下图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经,0.5s,后，其波形如图中的虚线所示。设该波的周期,T,大于,0.5s,。,（,1,）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（,2,）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？,解：（,1,）如果波是向左传播的，应有,t=,（,n+1/4,）,T (n=0,）所以,T=4t/(1+4n)(n=0,）,由式,v=/T,得,当,n=0,时，,T,1,=2s,v,1,=0.12m/s,（,2,）如果波是向右传播的，应有,t=,（,n+3/4,）,T (n=0,）,所以,T=4t/(3+4n)(n=0,）,由式,v=/T,得,当,n=0,时，,T,1,=2/3s,v,1,=36m/s,一列简谐波在某时刻的图象如图所示，波沿,x,轴方向传播，经,t,0.7s,，质点,b,第二次出现在波峰上，求此波的传播速度。,举一反三,答案：若向右传播,v,7.14m,s,；若向左传播,v=10m,S,动画：横波图像,课堂小结,波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系,波长的概念及在图象中怎样求波长,用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题,1.,当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的是,(),A.,波长,B.,频率,C.,波速,D.,传播方向,B,课堂练习,2.,关于公式,=f,，下列说法中正确的是,(),A.,公式说明提高波源的频率,f,，它激发的波的波速也增大,.,B.,公式中,、,f,、,三个量，对同一机械波在通过不同介质时，只有,f,不变，而,与,成正比。,C.,公式中,、,f,、,三个量，对同一种类的不同机械波在通过同一介质时，,不变，,与,f,成反比。,D.,公式,=f,适用于一切波。,BCD,3.,关于波长，下列说法正确的是,(),A.,在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于波长。,B.,在一个周期内，介质质点所走过的路程等于波长。,C.,横波波长，等于横波中波峰与波峰（或波谷与波谷）之间的距离。,D.,波长等于在波的传播方向上两相邻的对平衡位置的位移始终相同的质点间距离。,ACD,4.,如图,4,位某一简谐波的波形图，传播方向向右。已知波形曲线在,5s,内重复出现,10,次，则波长为,，波速为,，周期为,，频率为,。,4m,0.5s,2HZ,8m/s,5.,绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点,A,向上运动到最大位移时，在其右方相距,0.30m,的质点,B,刚好向下运动到最大位移,.,已知波长大于,0.15m,，则该波的波长等于多少？,0.6m,或,0.2m,6.,关于波速，下列说法正确的是,(),A.,反映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.,反映了介质中质点迁移的快慢,D.,波速由介质决定与波源振动的频率关系,AD,