2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4第十二章第三节波长、频率和波速 课件14张PPT
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年高二下学期物理人教版选修3-4第十二章第三节波长、频率和波速 课件14张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-19 22:50:15 | ||
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文档简介
12.3 波长、频率和波速
x /cm
y /cm
0
v
1
2
3
4
5
6
1. 已知波的传播方向，怎样判定质点的振动方向?
2. 哪些点的位移总是相同?
6和2、5和1、4和0
1. 定义:在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长， 用 λ 表示.
2.波长的几点说明：
(1)“总是相等”的含义是：位移时时刻刻都相等.位移总是相等的两质点,其速度也总是相等的.
(2)注意“相邻”二字的正确理解.如果不相邻，位移总是相等的质点间距是波长的整数倍.
(3)在横波中，两相邻波峰或两相邻波谷间的距离等于波长. 在纵波中，两相邻密部或两相邻疏部间的距离等于波长.
(4)相距λ整数倍的质点振动情况完全相同(同相点)；相距λ/2奇数倍的质点振动情况完全相反(反相点).
一、波长(λ)
二、周期T、频率f
1.定义：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).
注意：波的传播是振动在介质中的传播，每个质点都做受迫振动，所以波的周期就是质点的振动周期，而且与波源振动周期相同.
(1)波的周期T和频率f 由波源决定，与介质无关.
(2)波源做一次全振动，在介质中正好形成一个完整的波形(参考教材P24).
(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变.
2.说明
三、波速v
由图可知，经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ.
所以，机械波在介质中传播的速度：
1.定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速，即 .
3.说明
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的.
(3)要区分波速与质点振动速度的含义.
(1)机械波的波速由介质本身的性质决定，在不同介质中，波速是不同的.
描述机械波在介质中传播的快慢程度，它不表示介质中质点运动的快慢.
2.物理意义
三、波速v
(1)不同频率的同种机械波在同种介质中波速相同.
(2)当一列波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，因为频率由波源决定；波速变化，因为机械波的波速由介质本身的性质决定.波长由波源和介质共同决定.
(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽然是从机械波得到的，但对其他形式的波(电磁波、光波)也适用.
四、波长、周期(或频率)和波速的关系
(4)上式反映的是物理量之间的关系，不是决定式，不能认为 v与 λ 成正比，或者 v与 T成反比.
1.关于公式v＝λf，下列说法中正确的是( )
A.v＝λf 适用于一切波
B.由v＝λf 知，f增大，则波速v也增大
C.v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f
D.由v＝λf知，波长是6 m的声波为波长是3 m的声波传播速度的2倍
AC
2.如图是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s波沿＋x方向行进0.8 m，试画出17 s后的波形图.
实践探究:(1)该简谐波的波速应该怎样求解?
(2)若17s内波向＋x方向传播(nλ＋x) m，应将此时的波如何移动才能得出17s后的波形?
3.一列简谐横波图象如图，t1时刻的波形如图中实线，t2时刻的波形如图中虚线，已知Δt=t2-t1=0.5 s，问：
(1)这列波的可能波速的表达式?
(2)若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，波速多大?
(3)若波速v=68 m/s，则波向哪个方向传播?
答案：(1)向右传播时：4(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)向左传播时：4(4n＋3) m/s(n＝0,1,2，…) (2)60 m/s (3)向右传播
4.如图甲，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1 m.t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图象如图乙，当O点第一次达到正方向最大位移的时刻，P点刚开始振动，则( )
A．P′、P两点的振动步调始终相反
B．当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经通过25 cm的路程
C．t＝4 s时P点处于波峰
D．若O质点振动加快，波的传播速度变大
B
5.某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图，已知在t=0.6s时A点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少?波传到P点所需的时间为多少?P点第一次出现波峰的时间是多少?
周期T=0.3 s
波传到P点的时间为t1=0.45 s
P点第一次出现波峰的时间为t2=0.675 s
6.关于波速说法错误的有( )
A．波速由介质和波源共同决定
B．提高振源频率，波的传播速度将增大
C．同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快
D．频率大的声波在空气中传播的波长越短
E．波速反映了介质中质点振动的快慢
F．波速反映了振动在介质中传播的快慢
ABCE
波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关.
波的频率只取决于波源，与波速、波长无关.
波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变.
波长则决定于v和T.波从一种介质进入另一种介质波速
发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化.
1．波速由什么决定?
2．频率由什么决定?
3．波长由什么决定?
x /cm
y /cm
0
v
1
2
3
4
5
6
1. 已知波的传播方向，怎样判定质点的振动方向?
2. 哪些点的位移总是相同?
6和2、5和1、4和0
1. 定义:在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫做波长， 用 λ 表示.
2.波长的几点说明：
(1)“总是相等”的含义是：位移时时刻刻都相等.位移总是相等的两质点,其速度也总是相等的.
(2)注意“相邻”二字的正确理解.如果不相邻，位移总是相等的质点间距是波长的整数倍.
(3)在横波中，两相邻波峰或两相邻波谷间的距离等于波长. 在纵波中，两相邻密部或两相邻疏部间的距离等于波长.
(4)相距λ整数倍的质点振动情况完全相同(同相点)；相距λ/2奇数倍的质点振动情况完全相反(反相点).
一、波长(λ)
二、周期T、频率f
1.定义：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).
注意：波的传播是振动在介质中的传播，每个质点都做受迫振动，所以波的周期就是质点的振动周期，而且与波源振动周期相同.
(1)波的周期T和频率f 由波源决定，与介质无关.
(2)波源做一次全振动，在介质中正好形成一个完整的波形(参考教材P24).
(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变.
2.说明
三、波速v
由图可知，经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ.
所以，机械波在介质中传播的速度：
1.定义：单位时间内振动所传播的距离叫做波速，即 .
3.说明
(2)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的.
(3)要区分波速与质点振动速度的含义.
(1)机械波的波速由介质本身的性质决定，在不同介质中，波速是不同的.
描述机械波在介质中传播的快慢程度，它不表示介质中质点运动的快慢.
2.物理意义
三、波速v
(1)不同频率的同种机械波在同种介质中波速相同.
(2)当一列波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，因为频率由波源决定；波速变化，因为机械波的波速由介质本身的性质决定.波长由波源和介质共同决定.
(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽然是从机械波得到的，但对其他形式的波(电磁波、光波)也适用.
四、波长、周期(或频率)和波速的关系
(4)上式反映的是物理量之间的关系，不是决定式，不能认为 v与 λ 成正比，或者 v与 T成反比.
1.关于公式v＝λf，下列说法中正确的是( )
A.v＝λf 适用于一切波
B.由v＝λf 知，f增大，则波速v也增大
C.v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f
D.由v＝λf知，波长是6 m的声波为波长是3 m的声波传播速度的2倍
AC
2.如图是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s波沿＋x方向行进0.8 m，试画出17 s后的波形图.
实践探究:(1)该简谐波的波速应该怎样求解?
(2)若17s内波向＋x方向传播(nλ＋x) m，应将此时的波如何移动才能得出17s后的波形?
3.一列简谐横波图象如图，t1时刻的波形如图中实线，t2时刻的波形如图中虚线，已知Δt=t2-t1=0.5 s，问：
(1)这列波的可能波速的表达式?
(2)若波向左传播，且3T＜Δt＜4T，波速多大?
(3)若波速v=68 m/s，则波向哪个方向传播?
答案：(1)向右传播时：4(4n＋1) m/s(n＝0,1,2，…)向左传播时：4(4n＋3) m/s(n＝0,1,2，…) (2)60 m/s (3)向右传播
4.如图甲，一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q′、P′、O、P、Q质点，相邻两质点间距离为1 m.t＝0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动，并产生分别向左、向右传播的波，O质点振动图象如图乙，当O点第一次达到正方向最大位移的时刻，P点刚开始振动，则( )
A．P′、P两点的振动步调始终相反
B．当Q′点振动第一次达到负向最大位移时，O质点已经通过25 cm的路程
C．t＝4 s时P点处于波峰
D．若O质点振动加快，波的传播速度变大
B
5.某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图，已知在t=0.6s时A点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少?波传到P点所需的时间为多少?P点第一次出现波峰的时间是多少?
周期T=0.3 s
波传到P点的时间为t1=0.45 s
P点第一次出现波峰的时间为t2=0.675 s
6.关于波速说法错误的有( )
A．波速由介质和波源共同决定
B．提高振源频率，波的传播速度将增大
C．同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快
D．频率大的声波在空气中传播的波长越短
E．波速反映了介质中质点振动的快慢
F．波速反映了振动在介质中传播的快慢
ABCE
波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关.
波的频率只取决于波源，与波速、波长无关.
波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变.
波长则决定于v和T.波从一种介质进入另一种介质波速
发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化.
1．波速由什么决定?
2．频率由什么决定?
3．波长由什么决定?