波長、頻率和波速

波長、頻率和波速一、波長、周期和頻率1．波長(1)定義：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離。通常用λ表示。(2)特征：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。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離等于波長。2．周期和頻率(1)定義：波上各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期(或頻率)。(2)規(guī)律：在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期(或頻率)是相同的，它們都等于波源的振動(dòng)周期(或頻率)。(3)關(guān)系：周期T和頻率f互為倒數(shù)，即f＝eq\f(1,T)。二、波速1．定義波速是指波在介質(zhì)中傳播的速度。2．特點(diǎn)(1)機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度是由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，不同頻率的機(jī)械波在相同的介質(zhì)中傳播速度相等(選填“相等”或“不相等”)。(2)某種機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不變，波速改變。3．波長、頻率和波速之間的關(guān)系：v＝eq\f(λ,T)＝λf。1．對(duì)波長的理解(1)關(guān)于波長的定義：“相鄰”和“振動(dòng)相位總是相同”是波長定義的關(guān)鍵，二者缺一不可。(2)關(guān)于波長與周期：質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)，波向前傳播一個(gè)波長，即波在一個(gè)周期內(nèi)向前傳播一個(gè)波長?？赏浦?，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)eq\f(1,4)周期，波向前傳播eq\f(1,4)波長；反之，相隔eq\f(1,4)波長的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的時(shí)間間隔是eq\f(1,4)個(gè)周期。并可依此類推。2．對(duì)波速的理解(1)波速的實(shí)質(zhì)：波的傳播速度即波形的平移速度。(2)波從一種介質(zhì)進(jìn)入另外一種介質(zhì)，波源沒變，波的頻率不會(huì)發(fā)生變化；介質(zhì)的變化導(dǎo)致了波速和波長的改變。(3)波速和波長、頻率的決定因素及關(guān)系：物理量決定因素關(guān)系周期和頻率取決于波源，而與v、λ無直接關(guān)系v＝λf或v＝eq\f(λ,T)波長波長λ則只取決于v和T，只要v、T其中一個(gè)發(fā)生變化，λ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、λ無直接關(guān)系1．波的周期性造成多解(1)時(shí)間的周期性：時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間的周期性：波的傳播距離Δx與波長λ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(diǎn)振動(dòng)方向不確定。3．解決波的多解問題的注意事項(xiàng)(1)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能。(2)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始振動(dòng)，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(gè)方向傳播的可能。(4)只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1．關(guān)于波長，下列說法正確的是()A．機(jī)械振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離就是一個(gè)波長B．在波形圖上位移相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長C．在波形圖上速度相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長D．在波形圖上振動(dòng)情況總是相同的兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長2、周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖1所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波()A．沿x軸正方向傳播，波速v＝20m/sB．沿x軸正方向傳播，波速v＝10m/sC．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝20m/sD．沿x軸負(fù)方向傳播，波速v＝10m/s3、圖12-3-2甲為一列簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為xa＝2m和xb＝6m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是()A．該波沿＋x方向傳播，波速為1m/sB．質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動(dòng)的路程為4mC．此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿＋y方向D．質(zhì)點(diǎn)a在t＝2s時(shí)速度為零4、(多選)在波的傳播方向上有A、B兩點(diǎn)，相距1.8m，它們的振動(dòng)圖像如圖12-3-4所示，波的傳播速度的大小可能是()A．18m/s B．12m/sC．6m/s D．3.6m/s5、(多選)一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A。t＝0時(shí)，平衡位置在x＝0處的質(zhì)點(diǎn)位于y＝0處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x＝0.15m處的質(zhì)點(diǎn)位于y＝A處。該波的波長可能等于()A．0.60m B．0.20mC．0.12m D．0.086m6、(多選)一列簡諧橫波在t＝0時(shí)刻的波形如圖12-3-5中的實(shí)線所示，t＝0.02s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期T大于0.02s，則該波的傳播速度可能是()A．1m/s B．3m/sC．5m/s D．7m/s7、(多選)如圖3所示，1,2,3，…，10各點(diǎn)間的距離均是1m，當(dāng)t＝0時(shí)，點(diǎn)1開始向上振動(dòng)，經(jīng)0.1s第一次達(dá)到最大位移，而振動(dòng)向右傳播至點(diǎn)3，則以下結(jié)論正確的是()圖3A．波的傳播速度是10m/s，周期是0.4sB．波的頻率是2.5Hz，波長是8mC．再經(jīng)0.1s波傳播到點(diǎn)5，點(diǎn)4達(dá)到平衡位置D．從1開始振動(dòng)計(jì)時(shí)，波傳播到點(diǎn)10時(shí)，經(jīng)過了0.45s，點(diǎn)8達(dá)到最大位移8、一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，經(jīng)0.6s時(shí)間質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)波峰位置，求：①波的傳播速度大??；②質(zhì)點(diǎn)b第一次出現(xiàn)波峰的時(shí)刻t.9、一列橫波在x軸上傳播，在t1＝0時(shí)刻波形如圖12-3-3中實(shí)線所示，t2＝0.05s時(shí)刻波形如圖中虛線所示。(1)由波形曲線讀出這列波的振幅和波長。(2)若周期大于eq\f(1,2)(t2－t1)，則最小波速是多少？方向如何？最大波速是多少？方向如何？10、一列簡諧橫波如下圖所示，t

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時(shí)