《波长、频率和波速》

12.3波长、频率和波速学习目标1、根据三角函数的周期特点理解波长的含义，能从波的图像中求出波长；2、根据函数图像的周期性理解波的周期，并能理解波长、频率、波速的物理意义；3、结合数学知识能应用进行计算和分析有关问题．高考趋势机械波在高考中出现的频率几乎100%，命题频率最高的知识点是波的图像、波长、波速、与频率的关系。因此这些内容要做到重点理解和掌握。题型多以选择为主，也有解答题。fvTv或x/cmy/cm0v123456已知波的传播方向，怎样判定质点的振动方向？知识回顾前带后法、上下坡法、垂直法和逆向法哪些点的振动步调完全一致？注意x/cmy/cm0v1234566和2、5和1、4和01.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.物理意义：反映了波动在空间上的周期性。3.说明：（1）“总是相等”的含义是“任何时刻质点相对平衡位置的位移的大小和方向总是相等。”（2）注意“相邻”二字的正确理解。阅读课本p29页（3）同相点:相距为波长整数倍(nλ)的两质点的振动完全相同,称同相点。反相点:相距为半波长的奇数倍(2n+1)λ/2的两质点的振动完全相反，称反相点。x/cmy/cm0v1234561.定义：波源或各个质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。2.说明（1）同一种波在不同介质中传播时周期（或频率）保持不变（2）每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。（3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。波源（质点）作简谐运动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平衡位置做简谐运动。这种状态在介质中就由近及远地向前传播出去。由此我们看到，波的传播是有一定速度的。单位时间内振动所传播的距离叫做波速。描述的是振动形式在介质中传播的快慢程度。1.定义：2.物理意义：（1）波速的大小由介质决定3.说明：（2）波的性质由频率决定波速的特点•波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同．•波在同一均匀介质中是匀速传播的，即波向外传播的是振动形式，而不是将质点向外迁移．•波速与质点的振动速度不同；波速在同种均匀介质中是某一定值，质点振动速度的大小和方向都是随时间改变的。课本p29页，例如声波在00C的空气中的传播速度为340m/s，在水中的传播速度为1450m/s，而在钢铁中的速度达到4900m/s1.波速等于波长和频率的乘积.2.经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长.fvTv或波长、周期（频率）和波速的关系波在介质中传播的速度等于波传播的距离与所用时间的比值tsv当s=λ、t=T时代入有波速由介质决定，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？波长、频率、波速的决定因素1.当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的是()A.波长B.频率C.波速D.传播方向B小试牛刀小试牛刀2、下列关于波速的正确说法是（）A.反映了振动在介质中传播的快慢B.反映了介质中质点振动的快慢C.波速由介质决定，与波源无关D.反映了介质中质点迁移的快慢AC小试牛刀某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，已知在t=0.6秒时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？挑战自我走近高考周期T=0.3s波传到P点的时间为t1=0.45sP点第一次出现波峰的时间为t2=0.675s下图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经0.5s后，其波形如图中的虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。挑战自我走近高考123ｘｙｏ1）如果波是向左传播的，波速是多大？周期是多大？2）如果波是向右传播的，波速是多大？周期是多大？ｔ秒时的波形ｔ＋0.5秒时的波形挑战自我走近高考解答：1、如果波向左传播，波形向左移动mx6.041smsmtxv/12.0/5.06.0svT00.212.024.02、如果波向右传播，波形向右移动mx18.043smsmtxv/36.0/5.018.0ssvT67.036.024.0解法二：（1）如果波是向左传播的，应有Δt=（n+1/4）T所以T=4Δt/(1+4n)由式v=λ/T得当n=0时，T1=2s,v1=0.12m/s（2）如果波是向右传播的，应有Δt=（n+3/4）T所以T=4Δt/(3+4n)由式v=λ/T得当n=0时，T1=0.67s,v1=0.36m/s课堂小结1.波长：2.周期和频率：3.波速：4.波长、周期和波速的关系：分层作业1、课本p31页：2、3题（初级）2、步步高练习册p87页：题组一、题组二（中级）3、步步高练习册p88页：题组三（高级）1.如图4位某一简谐波的波形图，传播方向向右。已知波形曲线在5s内重复出现10次，则波长为，波速为，周期为，频率为。4m0.5s2HZ8m/s深度拓展2、绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点A向上运动到最大位移时，在其右方相距0.30m的质点B刚好向下运动到最大位移.已知波长大于0.15m，则该波的波长等于多少？0.6m或0.2m深度拓展