高中物理第二章機(jī)械波2波速與波長(zhǎng)頻率的關(guān)系省公開課一等獎(jiǎng)新課獲獎(jiǎng)?wù)n件

2波速與波長(zhǎng)、頻率關(guān)系第二章機(jī)械波1/31[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解波長(zhǎng)、頻率和波速物理意義.2.了解波周期、頻率與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期和頻率關(guān)系.3.了解波長(zhǎng)、頻率和波速之間關(guān)系，并會(huì)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算.2/31內(nèi)容索引重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知扎實(shí)基礎(chǔ)3/31自主預(yù)習(xí)4/31一、波長(zhǎng)、振幅和頻率1.波長(zhǎng)(1)定義：

沿波傳輸方向，任意兩個(gè)

質(zhì)點(diǎn)之間距離(包含

“完整波”)，叫做波波長(zhǎng)，慣用λ表示.(2)橫波中任意兩個(gè)

波峰或波谷之間距離就是橫波波長(zhǎng).縱波中任意兩個(gè)

密部或疏部之間距離就是縱波波長(zhǎng).2.振幅(1)定義：在波動(dòng)中，各質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置

，即其振動(dòng)振幅，也稱為

振幅.(2)波振幅大小是波所傳輸

直接量度.相鄰?fù)嗾駝?dòng)一個(gè)相鄰相鄰最大距離波能量5/313.頻率(1)定義：波在傳輸過(guò)程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率都

，這個(gè)頻率被稱為波頻率.(2)波頻率等于

振動(dòng)頻率，與介質(zhì)種類

.(3)頻率與周期關(guān)系：f＝___或f·T＝

.相同波源無(wú)關(guān)16/31二、波速1.波速：機(jī)械波在

中傳輸速度.2.波速?zèng)Q定原因：由

本身性質(zhì)決定.3.波速、波長(zhǎng)、周期(頻率)關(guān)系：v＝___或v＝

.介質(zhì)介質(zhì)λf7/311.判斷以下說(shuō)法正誤.(1)在波傳輸方向上位移一直相同兩質(zhì)點(diǎn)間距離等于波長(zhǎng).(

)(2)在波傳輸方向上振動(dòng)速度一直相同相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間距離等于波長(zhǎng).(

)(3)波頻率由介質(zhì)決定.(

)(4)依據(jù)v＝

可知，機(jī)械波波長(zhǎng)越長(zhǎng)，波速越大.(

)[即學(xué)即用]×√××答案8/312.已知某一簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)λ＝1.0m，該波波源振動(dòng)周期T＝0.2s，則該波頻率f＝_____Hz，波速v＝____m/s.答案5.05.09/31重點(diǎn)探究10/31一、波長(zhǎng)、頻率(周期)和波速了解[導(dǎo)學(xué)探究]

如圖1所表示為一列向右傳輸機(jī)械波.答案它們振動(dòng)是完全相同，只是后一質(zhì)點(diǎn)比前一質(zhì)點(diǎn)晚振動(dòng)一個(gè)周期.答案圖1(1)1和9、2和10、3和11……每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)振動(dòng)有什么共同特點(diǎn)？11/31(2)1和9、2和10、3和11……每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)到平衡位置距離是否相等？答案相等.(3)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度就是波傳輸速度嗎？答案不是.答案12/31[知識(shí)深化]

波長(zhǎng)三種確定方法(1)依據(jù)定義確定：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離等于一個(gè)波長(zhǎng).(2)依據(jù)波形確定：①在波形圖上，振動(dòng)位移總是相同兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長(zhǎng).②在波形圖上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)總是相同兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長(zhǎng).③在波形圖上，兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間距離為一個(gè)波長(zhǎng).(3)依據(jù)公式λ＝vT來(lái)確定.13/31例1

(多項(xiàng)選擇)關(guān)于波長(zhǎng)，以下說(shuō)法中正確是A.在一個(gè)周期內(nèi)，沿著波傳輸方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳輸距離是一個(gè)

波長(zhǎng)B.兩個(gè)相鄰、在振動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向總是相同質(zhì)點(diǎn)間距離是一個(gè)

波長(zhǎng)C.在縱波中，兩個(gè)疏部或兩個(gè)密部之間距離等于波長(zhǎng)D.在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰間距離是一個(gè)波長(zhǎng)√√答案解析√14/31解析

由波長(zhǎng)定義可知，在一個(gè)周期內(nèi)，沿著波傳輸方向，振動(dòng)在介質(zhì)中傳輸距離是一個(gè)波長(zhǎng).由波周期性可知兩個(gè)相鄰、在振動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向總是相同質(zhì)點(diǎn)間距離是一個(gè)波長(zhǎng).在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或疏部之間距離等于波長(zhǎng).在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰間距離是一個(gè)波長(zhǎng)，可知選項(xiàng)A、B、D正確，C錯(cuò)誤.15/31例2

(多項(xiàng)選擇)關(guān)于波長(zhǎng)、周期(頻率)和波速了解，以下說(shuō)法正確是A.波速表示介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)快慢B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期就是波源周期C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率等于波源振動(dòng)頻率D.質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)走過(guò)旅程等于一個(gè)波長(zhǎng)√√答案解析16/31解析機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳輸快慢用波速表示，它大小由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，與介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度是兩個(gè)不一樣概念，A錯(cuò)誤；波周期性是由質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期性決定，B正確；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率等于波源振動(dòng)頻率，C正確；機(jī)械波在傳輸過(guò)程中，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只是在各自平衡位置附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，一個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)走過(guò)旅程是振幅4倍，D錯(cuò)誤.17/31二、波速與波長(zhǎng)、周期、頻率關(guān)系[導(dǎo)學(xué)探究]

如圖2所表示為一列向右傳輸機(jī)械波，當(dāng)波源1開始振動(dòng)一個(gè)周期時(shí)，質(zhì)點(diǎn)9剛好要開始振動(dòng).答案再過(guò)一個(gè)周期，波將傳輸?shù)劫|(zhì)點(diǎn)17.答案圖2(1)再過(guò)一個(gè)周期，波將傳輸?shù)侥膫€(gè)質(zhì)點(diǎn)？畫出一個(gè)周期后波形圖.18/31(2)經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，波傳輸了多大距離？怎樣計(jì)算波傳輸速度？答案19/31[知識(shí)深化]對(duì)波速、波長(zhǎng)、周期、頻率及其關(guān)系了解(1)在一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)，振動(dòng)在介質(zhì)中傳輸距離等于一個(gè)波長(zhǎng).波速與周期、頻率關(guān)系為：v＝

＝λf.(2)波周期和頻率由波源決定，與v、λ無(wú)關(guān)，當(dāng)波從一個(gè)介質(zhì)進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)時(shí)，周期和頻率不發(fā)生改變.(3)波速由介質(zhì)本身性質(zhì)決定，在同一個(gè)均勻介質(zhì)中波速不變.20/31解析機(jī)械波在同一繩中傳輸，波速不變，由題圖看出，此波波長(zhǎng)減小，由v＝λf分析得知，頻率增大，周期減小，故B正確.例3一根粗細(xì)均勻繩子，右側(cè)固定，使左側(cè)S點(diǎn)上下振動(dòng)，產(chǎn)生一列向右傳輸機(jī)械波，某時(shí)刻波形如圖3所表示.以下說(shuō)法中正確是A.該波波長(zhǎng)逐步增大B.該波頻率逐步增大C.該波周期逐步增大D.該波波速逐步減小√答案解析圖321/31D.若引發(fā)水波波源振動(dòng)加緊，波傳輸速度將變慢E.若引發(fā)水波波源振動(dòng)減慢，波傳輸速度將變快例4

(多項(xiàng)選擇)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連線方向傳輸，每條小船每分鐘上下浮動(dòng)20次.當(dāng)A船位于波峰時(shí)，B船在波谷，兩船之間還有一個(gè)波峰.以下說(shuō)法正確是√√答案解析√22/31波傳輸速度由介質(zhì)性質(zhì)決定，與波源振動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故D、E錯(cuò)誤.23/31達(dá)標(biāo)檢測(cè)24/3112341.(波長(zhǎng)、頻率、周期和波速了解)(多項(xiàng)選擇)關(guān)于機(jī)械波頻率、波速、波長(zhǎng)，以下說(shuō)法正確是A.兩個(gè)相鄰均處于平衡位置質(zhì)點(diǎn)間距離為一個(gè)波長(zhǎng)B.波頻率等于波源振動(dòng)頻率C.波速等于波源振動(dòng)速度D.波由一個(gè)介質(zhì)進(jìn)入另一個(gè)介質(zhì)，波速和波長(zhǎng)都要改變√√答案解析25/311234解析由波長(zhǎng)定義可知，兩個(gè)相鄰均處于平衡位置質(zhì)點(diǎn)間距離為半個(gè)波長(zhǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由波頻率定義可知選項(xiàng)B正確；波速是波傳輸速度，與波源振動(dòng)速度不一樣，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；波在同一個(gè)均勻介質(zhì)中勻速傳輸，進(jìn)入不一樣介質(zhì)時(shí)，頻率不變，但波速改變，由v＝λf可知波長(zhǎng)改變，選項(xiàng)D正確.26/312.(波長(zhǎng)、頻率、周期和波速了解)(多項(xiàng)選擇)一振動(dòng)周期為T、振幅為A、位于x＝0點(diǎn)波源從平衡位置沿y軸正方向開始做簡(jiǎn)諧振動(dòng).該波源產(chǎn)生一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳輸，波速為v，傳輸過(guò)程中無(wú)能量損失.一段時(shí)間后，該振動(dòng)傳輸至某質(zhì)點(diǎn)P，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)說(shuō)法正確是A.振幅一定為AB.周期一定為TC.速度最大值一定為vD.開始振動(dòng)方向沿y軸正方向或負(fù)方向取決于它離波源距離E.若質(zhì)點(diǎn)P與波源距離x＝vT，則質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)后任一時(shí)刻位移與波源

位移相同1234√√答案解析√27/311234解析機(jī)械波傳輸是將波源振動(dòng)形式和能量向外傳遞過(guò)程，對(duì)簡(jiǎn)諧波而言，介質(zhì)中各振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)振幅和周期都與波源相同，A、B正確；質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)速度與波傳輸速度v無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)P開始振動(dòng)方向與波源開始振動(dòng)方向相同，與它們距離無(wú)關(guān)，D錯(cuò)誤；若質(zhì)點(diǎn)P與波源距離x＝vT＝λ，因相差波長(zhǎng)λ整數(shù)倍質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況都相同，故E正確.28/3112343.(波速與波長(zhǎng)、周期、頻率關(guān)系)男女生二重唱中，女高音和男中音頻率、波長(zhǎng)和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間關(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(shuō)法都不正確√答案29/31A.波傳輸速度是10m/s，周期是0.4sB.波頻率是2.5Hz