高中物理 第12章 3 波长、频率和波速学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

3波长、频率和波速[学习目标]1.知道波长的含义，能从波的图象中求波长．(重点)2.知道波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系.3.理解波长、波速和周期之间的关系，会运用公式v＝λf解答问题．(难点)4.掌握机械波传播过程中的周期性、多解性形成的原因和结果．一、波长、周期和频率1．波长(1)定义在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，通常用λ表示．(2)特征在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻疏部或两个相邻密部之间的距离等于波长．2．周期、频率(1)规律在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的，它们都等于波源的振动周期或频率．(2)决定因素波的周期或频率由波源的周期或频率决定．(3)时空的对应性在一个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于一个波长．(4)周期与频率关系周期T与频率f互为倒数，即f＝.二、波速1．定义：波速是指波在介质中传播的速度．2．公式：v＝＝λf3．决定因素机械波在介质中的传播速度由介质的性质决定，在不同的介质中，波速一般不同．4．决定波长的因素：波长由波速和频率共同决定．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长．(×)(2)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期．(√)(3)不同频率的波在同一种介质中传播，波速不同．(×)(4)同一列波从一种介质进入另一种介质不变的量是频率．(√)(5)波在同一种均匀介质中是匀速向外传播的．(√)2．关于波的周期下列说法中正确的是()A．质点的振动周期就是波的周期B．波的周期是由波源驱动力的周期决定的C．波的周期与形成波的介质的密度有关D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波形向前移动了一段距离E．经历整数个周期波形图重复出现，质点向沿波传播的方向前进整数个波长的距离ABD[波的周期是由质点振动的周期决定的，故A选项正确；波的周期等于波源驱动力的周期，与介质无关，故B选项正确，C选项错误；D选项正是波的周期性的体现，故D正确；质点不随波迁移，E选项错误．]3．一渔船停泊在岸边，若海浪的两相邻波峰的距离是12m，海浪的速度是6m/s，则渔船摇晃的周期是________．[解析]海浪的波长λ＝12m，海浪的速度是v＝6m/s，由波速公式v＝得周期T＝＝s＝2s.[答案]2s波长和波速1．关于波长的定义：“振动相位总是相同”和“相邻两质点”是波长定义的两个必要条件，缺一不可；在波的图象中，无论从什么位置开始，一个完整的正(余)弦曲线对应的水平距离为一个波长．2．关于波长与周期：质点完成一次全振动，波向前传播一个波长，即波在一个周期内向前传播一个波长．可推知，质点振动周期，波向前传播波长；反之，相隔波长的两质点的振动的时间间隔是周期．并可依此类推．3．波速的实质：波的传播速度即波形的平移速度．波速决定于介质的物理性质，在同一种均匀介质中，波沿直线匀速传播．波在不同的介质中传播时波速一般不同．4．波速与振动速度波速与质点的振动速度不同，波速是振动形式匀速向外传播的速度，始终沿传播方向；振动速度是指质点在平衡位置附近振动的速度，大小和方向都随时间做周期性变化．5．波从一种介质进入另外一种介质，波源没变，波的频率不会发生变化；介质的变化导致了波速和波长的改变．6．波长λ、波速v、周期T的关系：v＝λf＝，即波长由波源和介质共同决定，也可以说成是波长由周期和波速共同决定．【例1】如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5s时的波形图．已知该简谐波的周期大于0.5s．关于该简谐波，下列说法正确的是()A．波长为2mB．波速为6m/sC．频率为1.5HzD．t＝1s时，x＝1m处的质点处于波峰E．t＝2s时，x＝2m处的质点经过平衡位置BCE[由图象可知简谐横波的波长为λ＝4m，A项错误；波沿x轴正向传播，t＝0.5s＝T，可得周期T＝s、频率f＝＝1.5Hz，波速v＝＝6m/s，B、C项正确；t＝0时刻，x＝1m处的质点在波峰，经过1s＝T，一定在波谷，D项错误；t＝0时刻，x＝2m处的质点在平衡位置，经过2s＝3T，质点一定经过平衡位置，E项正确．]波长的三种确定方法(1)根据定义确定：①在波动中，振动相...