人教版選修34 第十二章 第3節(jié)　波長、頻率和波速 學(xué)案.docVIP

第3節(jié)_波長、頻率和波速波長、周期和頻率探新知基礎(chǔ)練1波長(1)定義：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。通常用表示。(2)特征：在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長。2周期和頻率(1)定義：波上各質(zhì)點的振動周期(或頻率)。(2)規(guī)律：在波動中，各個質(zhì)點的振動周期(或頻率)是相同的，它們都等于波源的振動周期(或頻率)。(3)關(guān)系：周期t和頻率f互為倒數(shù)，即f。辨是非(對的劃“”，錯的劃“”)1機械波在一個周期內(nèi)傳播的距離就是振幅的4倍。()2波速表示介質(zhì)中質(zhì)點振動的快慢。()3在波形圖上速度相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于一個波長。()釋疑難對點練波長的確定(1)根據(jù)定義確定：在波動中，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離等于一個波長；波在一個周期內(nèi)傳播的距離等于一個波長。(2)根據(jù)波的圖象確定：在波的圖象上，振動位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長；在波的圖象上，運動狀態(tài)(速度)總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離為一個波長；在波的圖象上，兩個相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個波長。試身手1關(guān)于波長，下列說法正確的是()a機械振動在一個周期內(nèi)傳播的距離就是一個波長b在波形圖上位移相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離等于一個波長c在波形圖上速度總是相同的兩質(zhì)點間的距離等于一個波長d在波形圖上振動情況總是相同的兩質(zhì)點間的距離等于一個波長解析：選a機械振動的質(zhì)點在一個周期內(nèi)向遠(yuǎn)處傳播一個完整的波形，故a正確；在一個完整波形上，只有位移總是相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離才等于一個波長，故b錯誤；速度總是相同的兩質(zhì)點之間距離是波長的整數(shù)倍，所以c錯誤；振動情況總是相同的兩質(zhì)點間的距離是波長的整數(shù)倍，故d錯誤。波速與波長、頻率的關(guān)系探新知基礎(chǔ)練1波速定義機械波在介質(zhì)中傳播的速度。波速等于波長和周期的比值。2定義式vf。3決定因素機械波在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速一般不同。另外，波速還與溫度有關(guān)。辨是非(對的劃“”，錯的劃“”)1波的傳播速度就是質(zhì)點在介質(zhì)中的振動速度。()2根據(jù)公式v，波速與波長成正比。()3波從一種介質(zhì)進入另外一種介質(zhì)，波速不變。()釋疑難對點練波長、頻率、波速的關(guān)系決定因素關(guān)系式周期和頻率取決于波源，與v、無直接關(guān)系vf波速取決于介質(zhì)，與、t無直接關(guān)系波長取決于v、t，只要其中一個變化，就發(fā)生變化，即波長由波源和介質(zhì)共同決定特別提醒(1)波從一種介質(zhì)進入另外一種介質(zhì)，波源沒變，波的頻率不會發(fā)生變化；介質(zhì)的變化導(dǎo)致了波速和波長的改變。(2)波長也是波的周期性的體現(xiàn)，它體現(xiàn)的是波在空間上的周期性。(3)波傳播的速度與質(zhì)點振動的速度無必然關(guān)系。試身手2(多選)關(guān)于機械波的頻率、波速、波長，下列說法正確的是()a兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為一個波長b波的頻率等于波源的振動頻率c波速等于波源的振動速度d波由一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，波速和波長都要改變解析：選bd由波長的定義可知，兩個相鄰的均處于平衡位置的質(zhì)點間的距離為半個波長，選項a錯誤；由波的頻率的定義可知，選項b正確；波速是波的傳播速度，與波源的振動速度不同，選項c錯誤；波在同一種均勻介質(zhì)中勻速傳播，進入不同介質(zhì)時，頻率不變，即周期不變，但波速改變，由v 可知波長改變，選項d正確。波長、頻率與波速的關(guān)系典例1一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，傳到m點時波形如圖所示，再經(jīng)0.6 s，n點開始振動，則該波的振幅a和頻率f為()aa1 mf5 hzba0.5 mf5 hzca1 mf2.5 hzda0.5 mf2.5 hz思路點撥解答本題時可按以下思路進行：解析選d從題圖中直接可以看出振幅為0.5 m，a、c錯誤；從題圖中可看出波長4 m，波速v m/s 10 m/s，頻率為f2.5 hz，b錯誤，d正確。解答此類問題關(guān)鍵是根據(jù)圖象獲得相關(guān)的信息，再應(yīng)用v等公式進行求解。波的多解問題1.周期性(1)時間周期性：相隔周期整數(shù)倍時間的兩個時刻的波形圖完全相同，時間間隔t與周期t的關(guān)系不明確造成多解。(2)空間周期性：沿傳播方向上，相隔波長整數(shù)倍距離的兩質(zhì)點的振動情況完全相同，質(zhì)點間距離x與波長的關(guān)系不明確造成多解。2雙向性對給定的波形圖，波的傳播方向不同，質(zhì)點的振動方向也不同，反之亦然。(1)傳播方向雙向性：波的傳播方向不確定。(2)振動方向雙向性：質(zhì)點振動方向不確定。典例2(多選)一列簡諧橫波在t0時刻的波形如圖中的實線所示，t0.02 s時刻的波形如圖中虛線所示。若該波的周期t大于0.02 s，則該波的傳播速度可能是()a1 m/sb3 m/sc5 m/s d7 m/s解析選ab因為該波的周期大于0.02 s，所以波在0.02 s 內(nèi)傳播的距離小于一個波長。比較兩時刻波形圖可知，若波沿x方向傳播，則波的傳播距離為x2 cm，所以波速v1 m/s，故a項正確；若波沿x方向傳播，波的傳播距離x6 cm ，所以波速v3 m/s，b項正確。課堂對點鞏固1關(guān)于波的周期，下列說法不正確的是()a質(zhì)點的振動周期就是波源的周期b波的周期是由波源驅(qū)動力的周期決定的c波的周期與形成波的介質(zhì)的密度有關(guān)d經(jīng)歷整數(shù)個周期，波形圖重復(fù)出現(xiàn)，只是波峰向前移動了一段距離解析：選c質(zhì)點振動的周期是由波源的周期決定的，故選項a正確；波的周期等于波源驅(qū)動力的周期，與介質(zhì)的密度無關(guān)，故選項b正確，選項c錯誤；選項d的敘述是波的周期性的體現(xiàn)，故選項d正確。2(多選)關(guān)于公式vf，下列說法中正確的是()avf適用于一切波b由vf知，f增大，則波速v也增大cv、f三個量中，對同一列波來說，在不同介質(zhì)中傳播時保持不變的只有fd由vf知，波長是6 m的聲波為波長是3 m的聲波傳播速度的2倍解析：選ac公式vf適用于一切波，無論是機械波還是電磁波，a正確；機械波的波速僅由介質(zhì)決定，與頻率f無關(guān)，所以b、d錯誤；對同一列波，其頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，c正確。 3一列簡諧橫波沿直線傳播，某時刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點相距6 m，且這兩質(zhì)點之間的波峰只有一個，則該簡諧波可能的波長為()a4 m、6 m和8 m b6 m、8 m和12 mc4 m、6 m和12 m d4 m、8 m和12 m解析：選c如圖可知，滿足題意的兩點可能有以下情況：o點和a點：此時2oa26 m12 m。o點和b點：此時ob6 m。a點和d點：此時ad6 m4 m。故選項c正確。4男女生二重唱中，女高音和男中音的頻率、波長和波速分別為f1、1、v1和f2、2、v2，它們之間的關(guān)系是()af1f2，12，v1v2bf1f2，12，v1f2，1f2，再由vf，v 相同，f1f2，所以10.1 s，波速多大；(2)若波的傳播方向為x方向，周期t0.1 s，波速多大；(3)若波速為450 m/s，波沿什么方向傳播。解析：(1)若波沿x方向傳播，根據(jù)t與周期t的關(guān)系：由題圖可直接讀出波長20 m。t0.1 s(n)t，周期t為：t