【成才之路】高中物理 第十二章 机械波 第三节 波长、频率和波速学案课件 新人教版选修3-4VIP免费

※※理解波长、频率和波速的物理意义及相互关系※※会用波的知识分析和解决问题•一个高个子人和一个矮个子人并肩行走(如图)，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？•1．描述波动常用的物理量有、、、等．•2．在横波中，两个或两个之间的距离等于波长，在纵波中，两个或两个之间的距离等于波长．•3．波速、波长、周期(频率)的关系式为v＝，所以也可以说波长在数值上等于．波速波长周期频率相邻波峰相邻波谷相邻密部相邻疏部波在一个周期内传播的距离•(1)波长是在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．•(2)在横波中，两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长．•(3)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于波长．•(4)波长是描述波的“空间周期性”的物理量．•观察波的图象会发现，在某一时刻的波的图象中，每隔一定距离，波就重复出现，这就是波的“空间周期性”．•特别提醒：•(1)注意波长定义中的“总是”和“相邻”两个词的理解：“总是”指每时刻，“相邻”指最近．•(2)在波动图象中，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．•(3)在波的传播方向上，相距波长整数倍的两质点的振动情况总是相同，相距半个波长奇数倍的两质点振动情况总是相反．•(2010·农七师高二检测)抖动绳子的一端，产生如图所示的横波，则绳上的横波的波长为()•A．120cmB．80cm•C．40cmD．20cm•答案：C•(1)波的频率(或周期)就是波源的频率(或周期)，也就是各质点的频率(或周期)．•(2)波的频率(或周期)由波源所决定，与介质无关．•(3)波的频率(或周期)是描述波的“时间周期性”的物理量．•机械波在介质中传播具有空间和时间上的周期性．当波源完成一次全振动时，波就完成一次周期性变化，所以波源振动周期与波传播的周期相同，也即是波的频率与波源振动频率相等．故波的频率由波源决定，与介质无关.(1)波速是表示振动在介质中传播快慢的物理量，它等于单位时间内振动向外传播的距离，即v＝ΔxΔt.(2)波速的典型表示：由于在一个周期内波传播的距离等于波长，所以波在均匀介质中匀速传播，那么v＝λT＝λf，此公式不但适合机械波，其他的波仍适用．•(3)波速的决定因素：对于波长λ、频率f、波速v这三个物理量，当波由一种介质进入另一种介质时，只有频率不变，因为它由波源决定；波速由介质决定；波长就由波源、介质共同决定．•特别提醒：•(1)我们听到的种类繁多的声音有高低和强弱之分，声调的高低由声波的频率决定，即取决于不同发声体的振动频率．声音的强弱由声波的能量决定，体现为介质中质点振动的强弱．各种声音在空气中传播速度约为340m/s.(2)公式v＝λT＝λ·f是物理量λ、v、T及f间的关系式，而不是决定式，不能认为v与λ成正比，或v与T成反比．•男女生二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它们之间的关系是•()•A．f1>f2，λ1>λ2，v1>v2•B．f1f2，λ1<λ2，v1＝v2•D．以上说法都不正确•答案：C•解析：由于两声音是同一种机械波，因而波速相同，A、B均排除，而音高即是频率高，即f1>f2，再由v＝λf知，v相同，f1>f2，所以λ1<λ2，因而C正确，D错.•造成波动问题多解的主要因素有：•1．周期性•(1)时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确．•(2)空间周期性：波传播距离Δt与波长λ的关系不明确．•2．双向性•(1)传播方向双向性：波的传播方向不确定．•(2)振动方向双向性：质点振动方向不确定•由于波动问题的多解性，在解题时一定要考虑其所有的可能性：•①质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能．•②质点由平衡位置开始振动，则有起振方向向上、向下(或向左、向右)的两种可能．•③只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能．•④只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能等．•解决此类问题时，往往采用从特殊到一般的思维方法，即找到一个周期内满足条件的特例，在此基础上，如知时间关...