物理教科版選修3-4課件第2章機械波2

第二章

2波速與波長、頻率的關(guān)系學(xué)習(xí)目標1.理解波長、頻率和波速的物理意義.2.理解波的周期、頻率與質(zhì)點振動周期和頻率的關(guān)系.3.理解波長、頻率和波速之間的關(guān)系，并會進行有關(guān)計算.內(nèi)容索引知識探究題型探究達標檢測知識探究一、波長、振幅和頻率如圖1所示為一列向右傳播的機械波.(1)1和9、2和10、3和11……每兩個點的振動有什么共同的特點？導(dǎo)學(xué)探究答案

它們的振動是完全相同的，只是后一質(zhì)點比前一質(zhì)點晚振動一個周期.答案圖1(2)1和9、2和10、3和11……每兩個點到平衡位置的距離是否相等？答案

相等答案1.波長(1)定義：

沿波的傳播方向，任意兩個

的質(zhì)點之間的距離(包含

“完整的波”)，叫做波的波長，常用λ表示.(2)橫波中任意兩個

的波峰或波谷之間的距離就是橫波的波長.縱波中任意兩個

的密部或疏部之間的距離就是縱波的波長.知識梳理相鄰的同相振動一個相鄰相鄰2.振幅(1)定義：在波動中，各質(zhì)點離開平衡位置的

，即其振動的振幅，也稱為

振幅.(2)波的振幅大小是波所傳播

的直接量度.3.頻率(1)定義：波在傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點振動的頻率都

，這個頻率被稱為波的頻率.(2)波的頻率等于

振動的頻率，與介質(zhì)的種類

.(3)頻率與周期的關(guān)系：f＝___或f·T＝

.最大距離波的能量相同波源無關(guān)1即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)在波的傳播方向上位移始終相同的兩質(zhì)點間的距離等于波長.()(2)在波的傳播方向上振動速度始終相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于波長.

()(3)當(dāng)波源運動到平衡位置時，振動振幅減小為零.()(4)波的頻率由介質(zhì)決定.()√×××二、波速如圖2所示為一列向右傳播的機械波，當(dāng)波源1開始振動一個周期時，質(zhì)點9剛好要開始振動.導(dǎo)學(xué)探究答案

再過一個周期，波將傳播到質(zhì)點17.答案圖2(1)再過一個周期，波將傳播到哪個質(zhì)點？畫出一個周期后的波形圖.(2)經(jīng)過一個周期，波傳播了多大的距離？怎樣計算波傳播的速度？答案

經(jīng)過一個周期，波傳播了一個波長.v＝

.

答案1.波速：機械波在

中的傳播速度.2.波速的決定因素：由

本身的性質(zhì)決定.3.波速、波長、周期(頻率)的關(guān)系：v＝___或v＝

.知識梳理4.波長、頻率和波速的決定因素(1)波速由介質(zhì)決定，與波的頻率、波長無關(guān).(2)周期和頻率取決于

，而與v、λ無直接關(guān)系.(3)波長由

和

共同決定.波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，波的頻率不變，由于波速的變化，波長也將隨之變化.介質(zhì)介質(zhì)λf波源波速頻率即學(xué)即用判斷下列說法的正誤.(1)聲波由空氣進入水中傳播時，波速增大了，根據(jù)v＝λf可知，頻率變大.

()(2)機械波的頻率越大，傳播速度越大.()(3)聲波在空氣中傳播的速度與波的頻率無關(guān).()(4)相同頻率的波在不同介質(zhì)中傳播的速度是相同的.()(5)根據(jù)v＝

可知，機械波的波長越長，周期越小，波速越大.()××√××題型探究一、波長、頻率(周期)和波速的理解

例1(多選)關(guān)于波長，下列說法中正確的是A.在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播的距離是一

個波長B.兩個相鄰的、在振動過程中運動方向總是相同的質(zhì)點間的距離是一

個波長C.在縱波中，兩個疏部或兩個密部之間的距離等于波長D.在橫波中，兩個相鄰波峰間的距離是一個波長

解析答案√√√解析

由波長的定義可知，在一個周期內(nèi)，沿著波的傳播方向，振動在介質(zhì)中傳播的距離是一個波長，由波的周期性可知兩個相鄰的、在振動過程中運動方向總是相同的質(zhì)點間的距離是一個波長.可知選項A、B、D正確.例2

(多選)關(guān)于波長、周期(頻率)和波速的理解，下列說法正確的是A.波速表示介質(zhì)質(zhì)點振動的快慢B.質(zhì)點的振動周期就是波源的周期C.質(zhì)點的振動頻率等于波源的振動頻率D.質(zhì)點在一個周期內(nèi)走過的路程等于一個波長解析答案√√解析機械振動在介質(zhì)中傳播的快慢用波速表示，它的大小由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，與介質(zhì)質(zhì)點的振動速度是兩個不同的概念，A錯誤；波的周期性是由質(zhì)點振動的周期性決定的，B正確；質(zhì)點的振動頻率等于波源的振動頻率，C正確；機械波在傳播過程中，振動質(zhì)點并不隨波遷移，只是在各自的平衡位置附近做簡諧運動，一個周期內(nèi)質(zhì)點振動走過的路程是振幅的4倍，振動速度和傳播速度無關(guān)，D錯誤.解析答案例3男女生二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間的關(guān)系是A.f1>f2，λ1>λ2，v1>v2

B.f1<f2，λ1<λ2，v1<v2C.f1>f2，λ1<λ2，v1＝v2

D.以上說法都不正確二、波速與波長、周期、頻率的關(guān)系解析由于兩聲音是同一種機械波，因而波速相同，A、B均排除，而音調(diào)高即是頻率高，即f1>f2，再由v＝λf，v相同，f1>f2，所以λ1<λ2，因而C正確，D錯誤.√例4

(多選)湖面上停著A、B兩條小船，它們相距20m，一列水波正在湖面上沿AB連線方向傳播，每條小船每分鐘上下浮動20次.當(dāng)A船位于波峰時，B船在波谷，兩船之間還有一個波峰.下列說法正確的是解析答案√D.若引起水波的波源振動加快，波的傳播速度將變慢E.若引起水波的波源振動減慢，波的傳播速度將變快√√波的傳播速度由介質(zhì)的性質(zhì)決定，與波源的振動速度無關(guān)，故D、E錯誤.達標檢測1.(多選)關(guān)于機械波的頻率、波速、波長，下列說法正確的是A.兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為一個波長B.波的頻率等于波源的振動頻率C.波速等于波源的振動速度D.波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，波速和波長都要改變

答案1234√√解析解析由波長的定義可知，兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為半個波長，選項A錯誤；由波的頻率定義可知選項B正確；波速是波的傳播速度，與波源的振動速度不同，選項C錯誤；波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播，進入不同介質(zhì)時，頻率不變，但波速改變，由v＝

可知波長改變，選項D正確.12342.(多選)一振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點的波源從平衡位置沿y軸正向開始做簡諧振動.該波源產(chǎn)生的一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波速為v，傳播過程中無能量損失.一段時間后，該振動傳播至某質(zhì)點P，關(guān)于質(zhì)點P振動的說法正確的是A.振幅一定為AB.周期一定為TC.速度的最大值一定為vD.開始振動的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離E.若質(zhì)點P與波源的距離x＝vT，則質(zhì)點P振動后任一時刻的位移與波源的

位移相同

√√√1234答案解析1234解析機械波的傳播是將波源的振動形式和能量向外傳遞的過程，對簡諧波而言，介質(zhì)中各振動質(zhì)點的振幅和周期都與波源相同，A、B正確；質(zhì)點P的振動速度與波的傳播速度v無關(guān)，C錯誤；質(zhì)點P開始振動的方向與波源開始振動的方向相同，與它們的距離無關(guān)，D錯誤；若質(zhì)點P與波源的距離x＝vT＝λ，因相差波長λ整數(shù)倍的質(zhì)點振動情況都相同，故E正確.答案解析12343.為了研究樂音的物理規(guī)律，某同學(xué)用計算機錄制下優(yōu)美的笛聲do和sol，然后在電腦上用軟件播放，分別得到如圖3(a)和圖(b)的兩個振動圖像，由此可以判斷A.do和sol的周期之比約為2∶3B.do和sol在空氣中傳播的波長之比為2∶3C.do和sol的頻率之比約為2∶3D.do和sol在空氣中傳播的波速之比為3∶2√圖81234解析由圖像可以觀察得到當(dāng)do完成2個周期時，sol完成3個周期，故do和sol的周期之比約為3∶2，故A錯誤；由f＝

知，do和sol的頻率之比約為2∶3.由于兩列波都是聲波，故do和sol在空氣中傳播的波速相同，根據(jù)波速公式v＝λf得：λ＝

，可得：do和sol在空氣中傳播的波長之比為3∶2，故B、