寧夏銀川市高中物理 第十二章 機械波 第3節(jié) 波長、頻率和波速課件 新人教版選修3-4.ppt

提問式復習 問題1 如何判斷質(zhì)點的振動方向 問題2 波動過程是如何形成的 第十二章機械波 第3節(jié)波長 頻率和波速 問題1 x 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8cm這些質(zhì)點的振動方向如何 問題2 在這些質(zhì)點中位移總是相同的是哪些點 問題3 相鄰的位移總是相同的質(zhì)點間的水平距離相同嗎 1 定義 在波動中 對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離 叫做波長 2 幾點說明 1 位移總相等 的含義是 每時每刻都相等 2 位移總相等的兩個質(zhì)點 其速度也總是相等的 一 波長 3 每經(jīng)過一個波長的距離 出現(xiàn)一個振動情況完全相同的質(zhì)點 因此波長描述了波傳播過程中空間上的周期性 重復性 5 相距 整數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的 相距 2奇數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的 4 在橫波中 兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長 在縱波中 兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等于波長 二 周期 T 頻率 f 1 波源振動的周期 或頻率 就是波的周期 或頻率 2 幾點說明 1 波的周期 或頻率 應由波源決定 與介質(zhì)無關 2 每經(jīng)過一個周期波就沿傳播方向傳播一個波長的距離 3 每經(jīng)歷一個周期 原有的波形圖重復出現(xiàn) 振源振動一個周期 波向前傳遞一個波長 振源振動3個周期 波向前傳遞3個波長 3 1 機械波在介質(zhì)中傳播的速度叫做波速 3 幾點說明 2 一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的 3 要區(qū)分波速與質(zhì)點振動速度的含義 三 波速 v 1 波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定 同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同 反映振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度 2 物理意義 四 波長 周期 或頻率 和波速的關系 1 波速等于波長和頻率的乘積 2 經(jīng)過一個周期 振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長 3 波速等于波長和頻率的乘積這一關系雖從機械波得到 但對其他形式的波 如電磁波 光波 也適用 波以一定的速度向前傳播 在單位時間內(nèi)某一波峰或波谷 疏部和密部 向前移動的距離 等于波速 波速由介質(zhì)決定 與波的頻率 質(zhì)點的振幅無關 波的頻率只取決于波源 與波速 波長無關 波在傳播過程中 從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時頻率不變 波長則決定于v和T 波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化 周期不變 波長發(fā)生變化 波在同一介質(zhì)中傳播 當周期發(fā)生變化 波長也發(fā)生變化 1 波速由什么決定 2 頻率由什么決定 3 波長由什么決定 課堂小結 1 只是波速的定義式 并非函數(shù)式 可與機械運動速度公式做類比 2 波的頻率由波源決定 波速只與介質(zhì)有關 五 板書設計 C 練習1 關于簡諧波說法中正確的是 A 兩個振動情況完全相同的質(zhì)點之間的距離是一個波長B 任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長C 波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長D 在一個周期內(nèi)質(zhì)點所走過的路程等于一個波長 課堂練習 練習2 關于波速說法錯誤的有 A 波速由介質(zhì)和波源共同決定B 提高振源頻率 波的傳播速度將增大C 同時在空氣中傳播兩列聲波 波長較大的聲波傳播較快D 頻率大的聲波在空氣中傳播的波長越短E 波速反映了介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢F 波速反映了振動在介質(zhì)中傳播的快慢 ABCE 波長由波源和介質(zhì)共同決定 機械波的周期和頻率由波源決定 與介質(zhì)無關 波速由介質(zhì)決定 與波源無關 課堂練習 ABD 練習3 關于v f 和v T說法正確的 A 它們適用于一切波 包括電磁波 光波 B 同一列波在傳播過程中 從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時保持不變的只有fC 由v f 可以看出 波速與頻率成正比D 由兩式得出聲波在同一種介質(zhì)中傳播時 波長和頻率成反比 與周期成正比 課堂練習 練習4 關于簡諧波說法中正確的是 A 兩個振動情況完全相同的質(zhì)點之間的距離是一個波長B 任意兩個波峰或波谷之間的距離叫波長C 波動在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長D 在一個周期內(nèi)質(zhì)點所走過的路程等于一個波長 C 課堂練習 練習5 關于v f 和v T說法正確的是 A 它們適用于一切波 包括電磁波 光波 B 同一列波在傳播過程中 從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時保持不變的只有fC 由v f 可以看出 波速與頻率成正比D 由兩式得出同類波在同一種介質(zhì)中傳播時 波長和頻率成反比 與周期成正比 AB 課堂練習 練習6 一艘漁船停泊在岸邊 如果海浪的兩個相鄰波峰的距離時6m 海浪的速度時15m s 漁船隨波搖晃的周期是多少 基礎 該題比較基礎 重在對新學公式的理解與應用 學生可以分組討論自行解決 課堂練習 課堂練習 練習7 一列橫波沿直線傳播 在傳播方向上有A B兩點 相距1 2m 當波剛好到達B點時開始計時 已知4秒內(nèi) A位置的質(zhì)點完成8次全振動 B位置質(zhì)點完成10次全振動 這列波的波長為多少 頻率為多少 速度為多少 波長 0 6m 頻率f 2 5Hz 波速v 1 5m s 練習8 如圖在一條直線上有三點S M N S為波源 距M點為12m 距N點為21m 由于波源S的振動在直線上形成一列橫波 其波長為8m 波速為4m s 下列說法中正確的是 A M點先開始振動 N點后振動 振動時間相差2 25s 但振動周期都為2sB M點在最高點時 N點在平衡位置以上向下振動C M點在最高點時 N點在平衡位置以上向上振動D 振動過程中M N兩點的位移有可能在某時刻相同 課堂練習 ACD 練習9 下圖為一橫波在某一時刻的波形圖 已知F質(zhì)點此時的運動方向如下圖所示 則 A 波向右傳播B 質(zhì)點H的運動方向與質(zhì)點F的運動方向相同C 質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置D 質(zhì)點C在此時的加速度為零 C 課堂練習 練習10 某列波沿x軸正方向傳播 t 0時的波形圖如圖所示 已知在t 0 6秒時A點正好第三次出現(xiàn)波峰 則波的周期為多少 波傳到P點所需的時間為多少 P點第一次出現(xiàn)波峰的時間是多少 課堂練習 周期T 0 3s 波傳到P點的時間為t1 0 45s P點第一次出現(xiàn)波峰的時間為t2 0 675s 五 機械波波的多解問題 波的多解問題是高中物理試題中常見的題型之一 也是難點之一 波動的多解涉及有 波的空間周期性 波的時間周期性 波的雙向性 介質(zhì)中兩質(zhì)點間的位置關系不確定及波長不確定等 在同一波的圖像上凡橫坐標之差為波長整數(shù)倍的許多質(zhì)點 在同一時刻的振動位移都相同 這就是機械波的空間周期性 在X軸上同一給定質(zhì)點 在t nT時刻的振動情況與它在t時刻的振動情況相同 因此t時刻的波形在t nT時刻會重復出現(xiàn) 這就是機械波的時間周期性 波在時間上和空間上的周期性 造成了重復性 因此波動問題一般具有多解性 采用例題探究法 1 如圖中的實線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線 經(jīng) t 0 5s后 其波形如圖中虛線所示 設 t 2T T為波的周期 1 如果波是向右傳播 求波的周期和波速 2 如果波是向左傳播 求波的周期和波速 課堂練習 2 一列簡諧橫波沿x軸傳播 t 0時刻的波形如圖實線所示 經(jīng)過 t 0 05s后的波形如圖虛線所示 已知 t小于一個周期 則 A 這列波的波長是4mB 這列波的振幅是0 4mC 這列波的波速一定是20m sD 這列波的頻率可能是15Hz AD 課堂練習 3 如圖所示 實線是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象 虛線是0 2s后它的波形圖象 則這列波可能的波速為多大 設該波的周期大于0 2s 本題針對教學重點 旨在讓學生認識到在波動問題上往往是具有多解性的 比如該題中波速方向未定時 必須分情況討論 拓展 此題能訓練學生邏輯思維能力 并幫助學生樹立嚴謹認真的科學態(tài)度 這也是概念教學的要求 課堂練習 通過例題的講解 使學生明白 波在空間上和時間上的周期性主要體現(xiàn)在解題時的非負整數(shù)n上 該過程既讓學生認識到波的多解問題如何解決 同時鍛煉了學生的邏輯思維能力 教師給出解題思路 學生自行解答 分析思路 分析波傳播的方向是向右還是向左 例1中根據(jù)傳播方向確定P和Q之間的距離為 n 3 4 注意空間周期性 例2中根據(jù)傳播方向確定波傳播的時間為 n 1 4 T 注意考慮時間周期性 謝謝大家