寧夏銀川市高中物理 第十二章 機(jī)械波 第3節(jié) 波長(zhǎng)、頻率和波速課件1 新人教版選修3-4.ppt

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提問(wèn)式復(fù)習(xí) 問(wèn)題1 如何判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向 問(wèn)題2 波動(dòng)過(guò)程是如何形成的 第十二章機(jī)械波 第3節(jié)波長(zhǎng) 頻率和波速 問(wèn)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(diǎn)的振動(dòng)方向如何 問(wèn)題2 在這些質(zhì)點(diǎn)中位移總是相同的是哪些點(diǎn) 問(wèn)題3 相鄰的位移總是相同的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離相同嗎 1 定義 在波動(dòng)中 對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離 叫做波長(zhǎng) 2 幾點(diǎn)說(shuō)明 1 位移總相等 的含義是 每時(shí)每刻都相等 2 位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) 其速度也總是相等的 一 波長(zhǎng) 3 每經(jīng)過(guò)一個(gè)波長(zhǎng)的距離 出現(xiàn)一個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn) 因此波長(zhǎng)描述了波傳播過(guò)程中空間上的周期性 重復(fù)性 5 相距 整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的 相距 2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的 4 在橫波中 兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng) 在縱波中 兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也等于波長(zhǎng) 二 周期 T 頻率 f 1 波源振動(dòng)的周期 或頻率 就是波的周期 或頻率 2 幾點(diǎn)說(shuō)明 1 波的周期 或頻率 應(yīng)由波源決定 與介質(zhì)無(wú)關(guān) 2 每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離 3 每經(jīng)歷一個(gè)周期 原有的波形圖重復(fù)出現(xiàn) 振源振動(dòng)一個(gè)周期 波向前傳遞一個(gè)波長(zhǎng) 振源振動(dòng)3個(gè)周期 波向前傳遞3個(gè)波長(zhǎng) 3 1 機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的速度叫做波速 3 幾點(diǎn)說(shuō)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(diǎn)振動(dòng)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(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度 2 物理意義 四 波長(zhǎng) 周期 或頻率 和波速的關(guān)系 1 波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積 2 經(jīng)過(guò)一個(gè)周期 振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng) 3 波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到 但對(duì)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(shí)間內(nèi)某一波峰或波谷 疏部和密部 向前移動(dòng)的距離 等于波速 波速由介質(zhì)決定 與波的頻率 質(zhì)點(diǎn)的振幅無(wú)關(guān) 波的頻率只取決于波源 與波速 波長(zhǎng)無(wú)關(guān) 波在傳播過(guò)程中 從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不變 波長(zhǎng)則決定于v和T 波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化 周期不變 波長(zhǎng)發(fā)生變化 波在同一介質(zhì)中傳播 當(dāng)周期發(fā)生變化 波長(zhǎng)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(zhǎng)由什么決定 課堂小結(jié) 1 只是波速的定義式 并非函數(shù)式 可與機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度公式做類(lèi)比 2 波的頻率由波源決定 波速只與介質(zhì)有關(guān) 五 板書(shū)設(shè)計(jì) C 練習(xí)1 關(guān)于簡(jiǎn)諧波說(shuō)法中正確的是 A 兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)B 任意兩個(gè)波峰或波谷之間的距離叫波長(zhǎng)C 波動(dòng)在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長(zhǎng)D 在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) 課堂練習(xí) 練習(xí)2 關(guān)于波速說(shuō)法錯(cuò)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(shí)在空氣中傳播兩列聲波 波長(zhǎng)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(zhǎng)越短E 波速反映了介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的快慢F 波速反映了振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢 ABCE 波長(zhǎng)由波源和介質(zhì)共同決定 機(jī)械波的周期和頻率由波源決定 與介質(zhì)無(wú)關(guān) 波速由介質(zhì)決定 與波源無(wú)關(guān) 課堂練習(xí) ABD 練習(xí)3 關(guān)于v f 和v T說(shuō)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(guò)程中 從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)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(shí) 波長(zhǎng)和頻率成反比 與周期成正比 課堂練習(xí) 練習(xí)4 關(guān)于簡(jiǎn)諧波說(shuō)法中正確的是 A 兩個(gè)振動(dòng)情況完全相同的質(zhì)點(diǎn)之間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)B 任意兩個(gè)波峰或波谷之間的距離叫波長(zhǎng)C 波動(dòng)在一周期內(nèi)向前傳播的距離等于波長(zhǎng)D 在一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)所走過(guò)的路程等于一個(gè)波長(zhǎng) C 課堂練習(xí) 練習(xí)5 關(guān)于v f 和v T說(shuō)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(guò)程中 從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)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(lèi)波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí) 波長(zhǎng)和頻率成反比 與周期成正比 AB 課堂練習(xí) 練習(xí)6 一艘漁船停泊在岸邊 如果海浪的兩個(gè)相鄰波峰的距離時(shí)6m 海浪的速度時(shí)15m s 漁船隨波搖晃的周期是多少 基礎(chǔ) 該題比較基礎(chǔ) 重在對(duì)新學(xué)公式的理解與應(yīng)用 學(xué)生可以分組討論自行解決 課堂練習(xí) 課堂練習(xí) 練習(xí)7 一列橫波沿直線(xiàn)傳播 在傳播方向上有A B兩點(diǎn) 相距1 2m 當(dāng)波剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 已知4秒內(nèi) A位置的質(zhì)點(diǎn)完成8次全振動(dòng) B位置質(zhì)點(diǎn)完成10次全振動(dòng) 這列波的波長(zhǎng)為多少 頻率為多少 速度為多少 波長(zhǎng) 0 6m 頻率f 2 5Hz 波速v 1 5m s 練習(xí)8 如圖在一條直線(xiàn)上有三點(diǎn)S M N S為波源 距M點(diǎn)為12m 距N點(diǎn)為21m 由于波源S的振動(dòng)在直線(xiàn)上形成一列橫波 其波長(zhǎng)為8m 波速為4m s 下列說(shuō)法中正確的是 A M點(diǎn)先開(kāi)始振動(dòng) N點(diǎn)后振動(dòng) 振動(dòng)時(shí)間相差2 25s 但振動(dòng)周期都為2sB M點(diǎn)在最高點(diǎn)時(shí) N點(diǎn)在平衡位置以上向下振動(dòng)C M點(diǎn)在最高點(diǎn)時(shí) N點(diǎn)在平衡位置以上向上振動(dòng)D 振動(dòng)過(guò)程中M N兩點(diǎn)的位移有可能在某時(shí)刻相同 課堂練習(xí) ACD 練習(xí)9 下圖為一橫波在某一時(shí)刻的波形圖 已知F質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向如下圖所示 則 A 波向右傳播B 質(zhì)點(diǎn)H的運(yùn)動(dòng)方向與質(zhì)點(diǎn)F的運(yùn)動(dòng)方向相同C 質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D 質(zhì)點(diǎn)C在此時(shí)的加速度為零 C 課堂練習(xí) 練習(xí)10 某列波沿x軸正方向傳播 t 0時(shí)的波形圖如圖所示 已知在t 0 6秒時(shí)A點(diǎn)正好第三次出現(xiàn)波峰 則波的周期為多少 波傳到P點(diǎn)所需的時(shí)間為多少 P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間是多少 課堂練習(xí) 周期T 0 3s 波傳到P點(diǎn)的時(shí)間為t1 0 45s P點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)間為t2 0 675s 五 機(jī)械波波的多解問(wèn)題 波的多解問(wèn)題是高中物理試題中常見(jiàn)的題型之一 也是難點(diǎn)之一 波動(dòng)的多解涉及有 波的空間周期性 波的時(shí)間周期性 波的雙向性 介質(zhì)中兩質(zhì)點(diǎn)間的位置關(guān)系不確定及波長(zhǎng)不確定等 在同一波的圖像上凡橫坐標(biāo)之差為波長(zhǎng)整數(shù)倍的許多質(zhì)點(diǎn) 在同一時(shí)刻的振動(dòng)位移都相同 這就是機(jī)械波的空間周期性 在X軸上同一給定質(zhì)點(diǎn) 在t nT時(shí)刻的振動(dòng)情況與它在t時(shí)刻的振動(dòng)情況相同 因此t時(shí)刻的波形在t nT時(shí)刻會(huì)重復(fù)出現(xiàn) 這就是機(jī)械波的時(shí)間周期性 波在時(shí)間上和空間上的周期性 造成了重復(fù)性 因此波動(dòng)問(wèn)題一般具有多解性 采用例題探究法 1 如圖中的實(shí)線(xiàn)是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線(xiàn) 經(jīng) t 0 5s后 其波形如圖中虛線(xiàn)所示 設(shè) 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(xí) 2 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播 t 0時(shí)刻的波形如圖實(shí)線(xiàn)所示 經(jīng)過(guò) t 0 05s后的波形如圖虛線(xiàn)所示 已知 t小于一個(gè)周期 則 A 這列波的波長(zhǎng)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(xí) 3 如圖所示 實(shí)線(xiàn)是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖象 虛線(xiàn)是0 2s后它的波形圖象 則這列波可能的波速為多大 設(shè)該波的周期大于0 2s 本題針對(duì)教學(xué)重點(diǎn) 旨在讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到在波動(dòng)問(wèn)題上往往是具有多解性的 比如該題中波速方向未定時(shí) 必須分情況討論 拓展 此題能訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維能力 并幫助學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度 這也是概念教學(xué)的要求 課堂練習(xí) 通過(guò)例題的講解 使學(xué)生明白 波在空間上和時(shí)間上的周期性主要體現(xiàn)在解題時(shí)的非負(fù)整數(shù)n上 該過(guò)程既讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到波的多解問(wèn)題如何解決 同時(shí)鍛煉了學(xué)生的邏輯思維能力 教師給出解題思路 學(xué)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(shí)間為 n 1 4 T 注意考慮時(shí)間周期性 謝謝大家