（波長、頻率和波速）人教版高中物理選修3-4教學(xué)課件

1、人教版高中物理選修3-4講解人：精品課件 時間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第3節(jié) 波長、頻率和波速第十二章 機械波第一頁，共十八頁。x /cmy /cm0v123456已知波的傳播方向，怎樣判定質(zhì)點的振動方向？課程回顧第二頁，共十八頁。注意：“相鄰”和“振動相位總是相同的”是波長定義的關(guān)鍵要素，二者缺一不可。“相位總是相同”的含義是:任何時刻質(zhì)點相對平衡位置的位移的大小和方向總是相等。特征：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等于波長。一、波長第三頁，共十八頁。2對波長的理解(1)

2、波長在數(shù)值上等于一個周期內(nèi)振動在介質(zhì)中傳播的距離，波源振動一個周期，能且僅能產(chǎn)生一個波長的波形。(2)相距一個（或整數(shù)個）波長的兩個質(zhì)點的振動位移在任何時刻都相同，而且振動速度的大小和方向也相同，即相距一個（或整數(shù)個）波長的兩個質(zhì)點的振動狀態(tài)相同。 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。 (3)物理意義：表示波在空間上的周期性。一、波長第四頁，共十八頁?！纠?】.（多選）如圖所示的是一列簡諧波在某一時刻的波形圖象，下列說法中正確的是（）A質(zhì)點A、C、E、G、I在振動過程中位移總是相同B質(zhì)點B、F在振動過程中位移總是相等C質(zhì)點D、H的平衡位置間的距離是一個

3、波長D質(zhì)點A、I在振動過程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個波長BC一、波長第五頁，共十八頁。即每經(jīng)歷一個周期的時間，當前的波形圖與原有的波形圖相同。即每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。二、周期和頻率第六頁，共十八頁。【例2】.關(guān)于波的周期，下列說法錯誤的是（）A波的周期與質(zhì)點的振動周期相同B波的周期是由波源驅(qū)動力的頻率決定的C波的周期與形成波的介質(zhì)有關(guān)D經(jīng)歷整數(shù)個周期波形圖重復(fù)出現(xiàn)，只是波向前移動了一段距離C二、周期和頻率第七頁，共十八頁。這一關(guān)系雖從機械波得到，但對其他形式的波（電磁波、光波）也成立注意：波速與質(zhì)點的振動速度不同。三、波速第八頁，共十八頁?！纠?/p>

4、3】.（多選）對機械波關(guān)于公式vf的理解，正確的是（）Avf適用于一切波B由vf知，f增大，則波速v也增大Cv、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有fD由vf知，波長是2 m的聲音比波長是4 m的聲音傳播速度小一半AC三、波速第九頁，共十八頁。物理量決定因素關(guān)系周期和頻率取決于波源，而與v、無直接關(guān)系波長波長則只取決于v和T，只要v、T其中一個發(fā)生變化，值必然發(fā)生變化波速取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)。它與T、無直接關(guān)系波速和波長、頻率的決定因素及關(guān)系三、波速第十頁，共十八頁。1.由波的圖象確定振動圖像由波的圖象確定振動圖像時，必須先明確所給波形圖是哪一時刻的波形圖，再在振動圖像

5、中找到相對應(yīng)的時刻，明確該質(zhì)點在此時刻相對平衡位置的位移及振動方向，最后結(jié)合波的傳播方向及波形圖進行綜合分析判斷。2.由振動方向畫波的圖像給出振動圖像和波的傳播方向，便可畫出任一時刻的波形圖，或是給出兩個質(zhì)點的振動圖像，加上兩質(zhì)點平衡位置間的距離和波源方位，便可畫出多種情況下的波形圖。四、波與振動的綜合問題第十一頁，共十八頁。四、波與振動的綜合問題第十二頁，共十八頁?！纠?】.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻波形圖，圖乙為質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象。從該時刻起（）A經(jīng)過0.35s時，質(zhì)點Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點P距平衡位置的距離B經(jīng)過0.25s時，質(zhì)點Q的加速度大于質(zhì)點P的加速度C經(jīng)過0

6、.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD經(jīng)過0.1s時，質(zhì)點Q的運動方向沿y軸正方向（拓展：求質(zhì)點Q運動的路程）AC四、波與振動的綜合問題第十三頁，共十八頁。四、波與振動的綜合問題(1)這列波的可能波速的表達式？(2)若波向左傳播，且3Tt4T，波速多大？(3)若波速v68 m/s，則波向哪個方向傳播？【答案】(1)向右傳播時：4(4n1) m/s(n0,1,2，) 向左傳播時：4(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)60 m/s (3)向右傳播【例5】 一列簡諧橫波圖象如圖所示，t1時刻的波形如圖中實線所示，t2時刻的波形如圖中虛線所示，已知tt2t10.5 s，問：第十四頁，共十八頁。(

7、1)根據(jù)定義確定：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離等于一個波長。波在一個周期內(nèi)傳播的距離等于一個波長。(2)根據(jù)波的圖像確定：在波的圖像上，振動位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長。在波的圖像上，運動狀態(tài)(速度)總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長。在波的圖像上，兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個波長。 (3)根據(jù)公式vT來確定。 波長的三種確定方法規(guī)律總結(jié)第十五頁，共十八頁。1波的周期性造成多解(1)時間的周期性：時間間隔t與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間的周期性：波的傳播距離x與波長的關(guān)系不明確。2傳播方向的雙向性造成多解(1)波的傳播方向不確定。(2)質(zhì)點振

8、動方向不確定。3解決波的多解問題的注意事項(1)質(zhì)點到達最大位移處，則有正向和負向最大位移兩種可能。(2)質(zhì)點由平衡位置開始振動，則有起振方向相反的兩種可能。(3)只告訴波速，不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個方向傳播的可能。(4)只給出兩時刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能。(5)當題目中有限光條件時，多解可能變?yōu)橛邢迋€解或單解。波的多解問題規(guī)律總結(jié)第十六頁，共十八頁。(1)首先考慮雙向性，若題目未告知波的傳播方向或沒有其他條件暗示，應(yīng)首先按波傳播的可能性進行討論。(2)對設(shè)定的傳播方向，確定t和T的關(guān)系，一般先確定最簡單的情況，即一個周期內(nèi)的情況，然后在此基礎(chǔ)上加nT。(3)應(yīng)注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時間t大于或小于一個周期等，所以解題時應(yīng)綜合考慮，加強多解意識，認真分析題意。 (4)空間的周期性與時間的周期性是一致的，實質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應(yīng)用，所以應(yīng)用時我們可