高中物理 第十二章 机械波 第3节 波长、频率和波速讲义（含解析）新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理教案VIP专享VIP免费

第3节波长、频率和波速1.在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。2．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，这个周期或频率也叫做波的周期或频率。3．机械波的波速由介质的性质决定，不同频率的同种性质的机械波在相同介质中传播速度相等。4．波长、频率和波速之间的关系：v＝＝λf。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，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。2．周期和频率(1)定义：波上各质点的振动周期(或频率)。(2)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)。(3)关系：周期T和频率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．特点(1)机械波在介质中的传播速度是由介质本身的性质决定的，不同频率的机械波在相同的介质中传播速度相等(选填“相等”或“不相等”)。(2)某种机械波从一种介质进入另一种介质，频率不变，波速改变。3．波长、频率和波速之间的关系：v＝＝λf。1．自主思考——判一判(1)两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。(×)(2)两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长。(×)(3)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期。(√)(4)频率越大的机械波在介质中传播得越快。(×)2．合作探究——议一议(1)有人认为：“由公式v＝λf知，波的频率越高，波速越大。”这种说法正确吗？提示：不正确。机械波的传播速度只与介质本身的性质和温度有关，与波的频率无关。(2)v＝与v＝有何区别和联系？提示：波的传播是匀速的，波速计算可以用v＝计算，只不过当t＝T时，x＝λ而已。v＝仅适用于波的传播问题，而v＝既适用于波，又适用于物体的运动等情况。对波长和波速的理解1．对波长的理解(1)关于波长的定义：“相邻”和“振动相位总是相同”是波长定义的关键，二者缺一不可。(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个周期。并可依此类推。2．对波速的理解(1)波速的实质：波的传播速度即波形的平移速度。(2)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。(3)波速和波长、频率的决定因素及关系：物理量决定因素关系周期和频率取决于波源，而与v、λ无直接关系v＝λf或v＝波长波长λ则只取决于v和T，只要v、T其中一个发生变化，λ值必然发生变化波速取决于介质的物理性质。它与T、λ无直接关系[典例][多选]如图，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[解析]由图像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。[答案]BCE波长的三种确定方法(1)根据定义确定：①在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。(2)根据波的图像确定：①在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。②在波的图像上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。③在波的图像上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。(3)根据公式λ＝vT来确定。1．关于波长，下列说法正确的是()A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长B．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长C．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个...