（波長(zhǎng)、頻率和波速）人教版高中物理選修3-4教學(xué)課件

1、人教版高中物理選修3-4講解人：精品課件 時(shí)間：2020.5.25MENTAL HEALTH COUNSELING PPT第3節(jié) 波長(zhǎng)、頻率和波速第十二章 機(jī)械波第一頁(yè)，共十八頁(yè)。x /cmy /cm0v123456已知波的傳播方向，怎樣判定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向？課程回顧第二頁(yè)，共十八頁(yè)。注意：“相鄰”和“振動(dòng)相位總是相同的”是波長(zhǎng)定義的關(guān)鍵要素，二者缺一不可。“相位總是相同”的含義是:任何時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移的大小和方向總是相等。特征：在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離等于波長(zhǎng)。一、波長(zhǎng)第三頁(yè)，共十八頁(yè)。2對(duì)波長(zhǎng)的理解(1)

2、波長(zhǎng)在數(shù)值上等于一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離，波源振動(dòng)一個(gè)周期，能且僅能產(chǎn)生一個(gè)波長(zhǎng)的波形。(2)相距一個(gè)（或整數(shù)個(gè)）波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移在任何時(shí)刻都相同，而且振動(dòng)速度的大小和方向也相同，即相距一個(gè)（或整數(shù)個(gè)）波長(zhǎng)的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)相同。 相距整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的； 相距/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的。 (3)物理意義：表示波在空間上的周期性。一、波長(zhǎng)第四頁(yè)，共十八頁(yè)?！纠?】.（多選）如圖所示的是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖象，下列說(shuō)法中正確的是（）A質(zhì)點(diǎn)A、C、E、G、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同B質(zhì)點(diǎn)B、F在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相等C質(zhì)點(diǎn)D、H的平衡位置間的距離是一個(gè)

3、波長(zhǎng)D質(zhì)點(diǎn)A、I在振動(dòng)過(guò)程中位移總是相同，它們的平衡位置間的距離是一個(gè)波長(zhǎng)BC一、波長(zhǎng)第五頁(yè)，共十八頁(yè)。即每經(jīng)歷一個(gè)周期的時(shí)間，當(dāng)前的波形圖與原有的波形圖相同。即每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。二、周期和頻率第六頁(yè)，共十八頁(yè)?！纠?】.關(guān)于波的周期，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A波的周期與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期相同B波的周期是由波源驅(qū)動(dòng)力的頻率決定的C波的周期與形成波的介質(zhì)有關(guān)D經(jīng)歷整數(shù)個(gè)周期波形圖重復(fù)出現(xiàn)，只是波向前移動(dòng)了一段距離C二、周期和頻率第七頁(yè)，共十八頁(yè)。這一關(guān)系雖從機(jī)械波得到，但對(duì)其他形式的波（電磁波、光波）也成立注意：波速與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不同。三、波速第八頁(yè)，共十八頁(yè)?！纠?/p>

4、3】.（多選）對(duì)機(jī)械波關(guān)于公式vf的理解，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(gè)量中，對(duì)同一列波來(lái)說(shuō)，在不同介質(zhì)中傳播時(shí)保持不變的只有fD由vf知，波長(zhǎng)是2 m的聲音比波長(zhǎng)是4 m的聲音傳播速度小一半AC三、波速第九頁(yè)，共十八頁(yè)。物理量決定因素關(guān)系周期和頻率取決于波源，而與v、無(wú)直接關(guān)系波長(zhǎng)波長(zhǎng)則只取決于v和T，只要v、T其中一個(gè)發(fā)生變化，值必然發(fā)生變化波速取決于介質(zhì)的物理性質(zhì)。它與T、無(wú)直接關(guān)系波速和波長(zhǎng)、頻率的決定因素及關(guān)系三、波速第十頁(yè)，共十八頁(yè)。1.由波的圖象確定振動(dòng)圖像由波的圖象確定振動(dòng)圖像時(shí)，必須先明確所給波形圖是哪一時(shí)刻的波形圖，再在振動(dòng)圖像

5、中找到相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，明確該質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移及振動(dòng)方向，最后結(jié)合波的傳播方向及波形圖進(jìn)行綜合分析判斷。2.由振動(dòng)方向畫(huà)波的圖像給出振動(dòng)圖像和波的傳播方向，便可畫(huà)出任一時(shí)刻的波形圖，或是給出兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，加上兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置間的距離和波源方位，便可畫(huà)出多種情況下的波形圖。四、波與振動(dòng)的綜合問(wèn)題第十一頁(yè)，共十八頁(yè)。四、波與振動(dòng)的綜合問(wèn)題第十二頁(yè)，共十八頁(yè)?！纠?】.圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻波形圖，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P以此時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)的振動(dòng)圖象。從該時(shí)刻起（）A經(jīng)過(guò)0.35s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q距平衡位置的距離小于質(zhì)點(diǎn)P距平衡位置的距離B經(jīng)過(guò)0.25s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度C經(jīng)過(guò)0

6、.15s，波沿x軸的正方向傳播了3mD經(jīng)過(guò)0.1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向（拓展：求質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程）AC四、波與振動(dòng)的綜合問(wèn)題第十三頁(yè)，共十八頁(yè)。四、波與振動(dòng)的綜合問(wèn)題(1)這列波的可能波速的表達(dá)式？(2)若波向左傳播，且3Tt4T，波速多大？(3)若波速v68 m/s，則波向哪個(gè)方向傳播？【答案】(1)向右傳播時(shí)：4(4n1) m/s(n0,1,2，) 向左傳播時(shí)：4(4n3) m/s(n0,1,2，)(2)60 m/s (3)向右傳播【例5】 一列簡(jiǎn)諧橫波圖象如圖所示，t1時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，t2時(shí)刻的波形如圖中虛線所示，已知tt2t10.5 s，問(wèn)：第十四頁(yè)，共十八頁(yè)。(

7、1)根據(jù)定義確定：在波動(dòng)中，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。(2)根據(jù)波的圖像確定：在波的圖像上，振動(dòng)位移總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。在波的圖像上，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(速度)總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。在波的圖像上，兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)間的距離為一個(gè)波長(zhǎng)。 (3)根據(jù)公式vT來(lái)確定。 波長(zhǎng)的三種確定方法規(guī)律總結(jié)第十五頁(yè)，共十八頁(yè)。1波的周期性造成多解(1)時(shí)間的周期性：時(shí)間間隔t與周期T的關(guān)系不明確。(2)空間的周期性：波的傳播距離x與波長(zhǎng)的關(guān)系不明確。2傳播方向的雙向性造成多解(1)波的傳播方向不確定。(2)質(zhì)點(diǎn)振

8、動(dòng)方向不確定。3解決波的多解問(wèn)題的注意事項(xiàng)(1)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)最大位移處，則有正向和負(fù)向最大位移兩種可能。(2)質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始振動(dòng)，則有起振方向相反的兩種可能。(3)只告訴波速，不指明波的傳播方向，應(yīng)考慮沿兩個(gè)方向傳播的可能。(4)只給出兩時(shí)刻的波形，則有多次重復(fù)出現(xiàn)的可能。(5)當(dāng)題目中有限光條件時(shí)，多解可能變?yōu)橛邢迋€(gè)解或單解。波的多解問(wèn)題規(guī)律總結(jié)第十六頁(yè)，共十八頁(yè)。(1)首先考慮雙向性，若題目未告知波的傳播方向或沒(méi)有其他條件暗示，應(yīng)首先按波傳播的可能性進(jìn)行討論。(2)對(duì)設(shè)定的傳播方向，確定t和T的關(guān)系，一般先確定最簡(jiǎn)單的情況，即一個(gè)周期內(nèi)的情況，然后在此基礎(chǔ)上加nT。(3)應(yīng)注意題目是否有限制條件，如有的題目限制波的傳播方向，或限制時(shí)間t大于或小于一個(gè)周期等，所以解題時(shí)應(yīng)綜合考慮，加強(qiáng)多解意識(shí)，認(rèn)真分析題意。 (4)空間的周期性與時(shí)間的周期性是一致的，實(shí)質(zhì)上是波形平移規(guī)律的應(yīng)用，所以應(yīng)用時(shí)我們可