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本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,3,波长、频率和波速,第十二章,机械波,第1页,学习,目标,1.,了解波长、频率和波速物理意义，能从波图象中求出波长,.,2.,了解波周期、频率与质点振动周期和频率关系,.,3.,了解波长、频率和波速之间关系，并会进行相关计算,.,4.,会处理由波双向性和周期性引发多解问题,.,第2页,内容索引,重点探究,启迪思维 探究重点,达标检测,检测评价 达标过关,自主预习,预习新知 扎实基础,第3页,自主预习,第4页,一、波长、周期和频率,1.,波长,(1),定义：在波动中，振动相位总是相同两个,质点间距离,.,(2),特征,在横波中，两个相邻,或两个相邻,之间距离等于波长,.,在纵波中，两个相邻,或两个相邻,之间距离等于波长,.,相邻,波峰,密部,波谷,疏部,第5页,2.,周期,T,、频率,f,(1),周期,(,频率,),：在波动中，各个质点,叫波周期,(,或频率,).,(2),周期,T,和频率,f,关系：互为,，即,f,.,(3),波长与周期关系：经过,，振动在介质中传输距离等于一个波长,.,振动周期,(,或频率,),倒数,一个周期,T,第6页,二、波速,1.,定义：机械波在,传输速度,.,2.,决定原因：由,本身性质决定，在不一样介质中，波速是,_,(,填,“,相同,”,或,“,不一样,”,).,3.,波长、周期、频率和波速关系：,v,.,介质中,介质,不一样,f,第7页,1.,判断以下说法正误,.,(1),在波传输方向上位移一直相同两质点间距离等于波长,.(,),(2),在波传输方向上振动速度一直相同相邻两质点间距离等于波长,.,(,),(3),波频率由介质决定,.(,),(4),依据,v,可知，机械波波长越长，波速越大,.(,),即学即用,答案,第8页,2.,一列简谐横波在某一时刻波形图如图,1,所表示，由该图象可知该波振幅为,_ cm,，波长为,_ m,；若该波波源振动周期为,T,0.2 s,，则该波频率,f,_ Hz,，波速,v,_ m/s.,答案,图,1,5.0,2,1.0,5.0,第9页,重点探究,第10页,一、波长,导学探究,一列向右传输机械波图象如图,2,所表示,.,图,2,(1)1,和,9,、,2,和,10,、,3,和,11,这两个点振动有什么共同特点？,答案,它们振动是完全相同，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期；,答案,第11页,(2)1,和,9,、,2,和,10,、,3,和,11,这两个点平衡位置距离是否相等？,答案,相等,.,答案,第12页,波长三种确定方法,1.,依据定义确定：在波动中，振动相位总是相同两个相邻质点间距离等于一个波长,.,2.,依据波图象确定：,(1),在波图象上，振动位移总是相同两个相邻质点间距离为一个波长,.,(2),在波图象上，运动状态,(,速度,),总是相同两个相邻质点间距离为一个波长,.,(3),在波图象上，两个相邻波峰,(,或波谷,),间距离为一个波长,.,3.,依据公式,v,T,来确定,.,知识深化,第13页,例,1,(,多项选择,),如图,3,所表示是一列向右传输简谐横波在某一时刻波形图，以下说法中正确是,A.,质点,A,、,C,、,E,、,G,、,I,在振动过程中位移总是相同,B.,质点,B,、,F,在振动过程中位移总是相同,C.,质点,D,、,H,平衡位置间距离是一个波长,D.,质点,A,、,I,在振动过程中位移总是相同，它们,平衡位置间距离是一个波长,图,3,解析,答案,第14页,解析,从题图能够看出质点,A,、,C,、,E,、,G,、,I,在该时刻位移都是零，因为波传输方向是向右，轻易判断出质点,A,、,E,、,I,速度方向是向下，而质点,C,、,G,速度方向是向上，因而这五个质点位移不总是相同，,A,错误；,质点,B,、,F,是同处于波峰两个点，它们振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同，,B,正确；,质点,D,、,H,是同处于相邻两个波谷质点，它们平衡位置之间距离等于一个波长，,C,正确；,即使质点,A,、,I,在振动过程中位移总是相同，振动步调也完全相同，但因为它们不是相邻振动步调完全相同两个点，它们平衡位置之间距离不是一个波长而是两个波长，,D,错误,.,第15页,二、波速与波长、周期、频率关系,导学探究,答案,已知声波在钢轨中传输速度远大于在空气中传输速度，则当声音由钢轨传到空气中时频率怎样改变？波长怎样改变？,答案,当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，波速减小，由波速公式,v,f,可知，波长变短,.,第16页,知识深化,对波速、波长、周期、频率及其关系了解,1.,在一个周期时间内，振动在介质中传输距离等于一个波长,.,波速与周期、频率关系为：,v,f,.,2.,波周期和频率由波源决定，与,v,、,无关，当波从一个介质进入另一个介质时，周期和频率不发生改变,.,3.,波速由介质本身性质决定，在同一个均匀介质中波速不变,.,第17页,例,2,一根粗细均匀绳子，右侧固定，使左侧,S,点上下振动，产生一列向右传输机械波，某时刻波形如图,4,所表示,.,以下说法中正确是,解析,图,4,A.,该波波长逐步增大,B.,该波频率逐步增大,C.,该波周期逐步增大,D.,该波波速逐步减小,答案,解析,绳波在同一绳中传输，波速不变，由题图看出，此波波长减小，由,v,f,分析得知，频率增大，周期减小，故,B,正确,.,第18页,例,3,(,多项选择,),一列简谐横波在,t,0,时波形图如图,5,所表示,.,介质中,x,2 m,处质点,P,沿,y,轴方向做简谐运动表示式为,y,10 sin(5,t,)cm.,关于这列简谐波，以下说法正确是,解析,图,5,A.,周期为,4 s B.,振幅为,20 cm,C.,传输方向沿,x,轴正向,D.,传输速度为,10 m/s,答案,第19页,由题目中波图象得：振幅,A,10 cm,，波长,4 m,，,P,点在,t,0,时振动方向为,y,轴正方向，故波沿,x,轴正方向传输,.,第20页,三、波多解性,一列机械波某时刻波形图如图,6,所表示,.,(1),a,质点需多长时间第一次运动到波峰？,导学探究,图,6,答案,若波沿,x,轴正方向传输，该时刻,a,质点向,y,轴正方向运动，经,T,第一次运动到波峰,.,若波沿,x,轴负方向传输，该时刻,a,质点向,y,轴负方向运动，经,T,第一次运动到波峰,.,答案,第21页,(2),与,a,质点运动速度一直相等质点有几个？,答案,与,a,质点距离为,n,(,n,1,2,3,，,),全部质点与,a,质点运动速度一直相等，在该图中只有一个,.,答案,第22页,波多解性,1.,波周期性造成多解,(1),时间周期性：时间间隔,t,与周期,T,关系不明确,.,(2),空间周期性：波传输距离,x,与波长,关系不明确,.,2.,传输方向双向性造成多解,(1),波传输方向不确定,.,(2),质点振动方向不确定,.,知识深化,第23页,例,4,(,多项选择,),一列横波沿直线传输，在波传输方向上有,A,、,B,两点,.,在,t,时刻,A,、,B,两点间形成如图,7,甲所表示波形，在,(,t,3 s),时刻,A,、,B,两点间形成如图乙所表示波形，已知,A,、,B,两点平衡位置间距离,a,9 m,，则以下说法中正确是,A.,若周期为,4 s,，波一定向右传输,B.,若周期大于,4 s,，波可能向右传输,C.,若波速为,8.5 m/s,，波一定向左传输,D.,该波波速可能最小值为,0.5 m/s,解析,答案,图,7,第24页,由题图知波长,6 m,，若波速为,8.5 m/s,，波在,3 s,内传输距离为,x,v,t,8.5,3 m,25.5 m,4,，依据波形平移，波一定向左传输，故,C,正确；,波在,3 s,内传输最小距离为向左传输,1.5 m,，波速可能最小值为,v,min,m,/s,0.5 m/,s,，故,D,正确,.,第25页,处理波动问题应注意问题：,(,1,),质点抵达最大位移处，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，则有起振方向相反两种可能,.,(,3,),只告诉波速，不指明波传输方向，应考虑沿两个方向传输可能,.,(,4,),只给出两时刻波形，则有屡次重复出现可能,.,总结提升,第26页,例,5,(,多项选择,),一列简谐横波沿,x,轴传输，,a,、,b,为,x,轴上两质点，平衡位置分别为,x,0,，,x,x,b,(,x,b,0).,a,点振动规律如图,8,所表示,.,已知波速为,v,10 m/s,，在,t,0.1 s,时,b,位移为,0.05 m,，则以下判断可能正确是,A.,波沿,x,轴正向传输，,x,b,0.5 m,B.,波沿,x,轴正向传输，,x,b,1.5 m,C.,波沿,x,轴负向传输，,x,b,2.5 m,D.,波沿,x,轴负向传输，,x,b,3.5 m,解析,答案,图,8,第27页,解析,由,a,点振动图象可知，振动周期,T,0.2 s,，所以,v,T,10,0.2 m,2 m,；由题意可知在,t,0.1 s,时，,a,在平衡位置且向上振动，,b,在正向最大位移处，这时假如波沿,x,轴正向传输，依据,“,同侧法,”,，,a,、,b,之间距离为,(,n,),(,n,0,1,2,3,，,),，所以,x,b,(,n,),(2,n,1.5)m(,n,0,1,2,3,，,),，,A,错，,B,对；,第28页,达标检测,第29页,1.,(,波长、频率、周期、波速,),(,多项选择,),关于机械波频率、波速、波长，以下说法正确是,A.,两个相邻均处于平衡位置质点间距离为一个波长,B.,波频率等于波源振动频率,C.,波速等于波源振动速度,D.,波由一个介质进入另一个介质，波速和波长都要改变,答案,1,2,3,4,解析,第30页,解析,由波长定义可知，两个相邻均处于平衡位置质点间距离为半个波长，选项,A,错误；,由波频率定义可知选项,B,正确；,波速是波传输速度，与波源振动速度无关，选项,C,错误；,波在同一个均匀介质中匀速传输，进入另一个介质时，频率不变，但波速改变，由,v,f,可知波长改变，选项,D,正确,.,1,2,3,4,第31页,2.,(,波长、频率、周期、波速,),(,多项选择,),周期为,2.0 s,简谐横波沿,x,轴传输，该波在某时刻图象如图,9,所表示，此时质点,P,沿,y,轴负方向运动，则该波,A.,波长为,40 m,B.,频率为,0.5 Hz,C.,沿,x,轴负方向传输，波速,v,20 m/s,D.,沿,x,轴正方向传输，波速,v,10 m/s,图,9,解析,已知质点,P,运动方向为沿,y,轴负方向，可知波沿,x,轴正方向传输；由波图象可知,20 m,，又,T,2.0 s,，频率,f,0.5 Hz,，,B,正确；,答案,1,2,3,4,解析,第32页,3.,(,波多解性,),(,多项选择,),如图,10,所表示，一列简谐波沿一直线向左传输，当直线上某质点,a,向上运动抵达最大位移时，,a,点右方与,a,点相距,0.15 m,b,点刚好向下运动到最大位移处，则这列波波长可能是,A.0.6 m B.0.3 m,C.0.2 m D.0.1 m,图,10,答案,1,2,3,4,解析,第33页,1,2,3,4,当,n,1,时，,0.1 m,，选项,D,正确；,波长不可能等于,0.6 m,和,0.2 m,，选项,A,、,C,错误,.,第34页,4.,(,波多解性,),(,多项选择,),如图,11,所表示，实线是沿,x,轴传输一列简谐横波在,t,0,时刻波形图，虚线是这列波在,t,0.2 s,时刻波形图,.,则,A.,这列波周期可能是,1.2 s,B.,这列波波长为,12 m,C.,这列波可能向左传输,4 m,D.,这列波波速可能是,40 m/s,E.,t,0,时刻,x,4 m,质点沿,x,轴正方向运动,图,11,答案,解析,1,2,3,4,第35页,1,2,3,4,依据波形平移法可知，这列波可能向左传输,4 m,，故,C,正确；,x,4 m,质点只上下振动，不可能沿,x,轴正方向运动，故,E,错误,.,第36页,
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