河北省邢台市高中物理 第十二章 机械波 12.3 波长、频率和波速2学案（无答案）新人教版选修3-4

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1、12.3 波长、频率和波速目标定位 1.知道波长的含义，能从波的图象中求出波长.2.知道波传播的周期或频率，理解波的周期或频率与质点振动周期或频率的关系.3.知道什么是波速，了解决定波速的因素.4.会用公式vf进行有关计算.5.掌握波在传播过程中的周期性和双向性特点一、波长1定义：在波动中， 总是相同的两个 质点间的距离通常用 表示2在横波中， 波峰或两个相邻波谷之间的距离等于一个波长在纵波中，两个 密部或两个 疏部之间的距离等于一个波长二、周期和频率1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2周期、频率的关系：周期T与频率

2、f互为倒数，即f.三、波速1决定因素：机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定2波速、波长、周期的关系：由于波在一个周期内传播的距离等于一个波长，因此三者之间关系为：v或vf.想一想 波速就是振动速度吗？一、波长、频率、周期、波速1周期和频率：只取决于波源，波的周期和频率就是指波源的周期和频率，与v、无任何关系2速度v：决定于介质的物理性质，同一种均匀介质，物理性质相同，波在其中传播的速度恒定3波长：对于一列波，其波长、波速、周期的关系不会变化，始终是vf，既然v、T都由相关因素决定，所以这些因素同时又共同决定了波长，即波长由波源和介质共同决定【例1】 关于机械波的频率、波速、波长，下列说

3、法正确的是( ) A两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长B波的频率等于波源的振动频率C波速等于波源的振动速度D波由一种介质进入另一种介质，波速和波长都要改变借题发挥 波长的定义中要强调“总是相同”的理解；波的频率等于波源的振动频率；波速由介质决定；波长由波源和介质共同决定针对训练 一列简谐横波在某时刻的波形图如图1231所示，已知图中质点b的起振时刻比质点a延迟了0.5 s，b和c之间的距离是5 m，以下说法正确的是( )图1231A此列波的波长为2.5 mB此列波的频率为2 HzC此列波的波速为2.5 m/sD此列波的传播方向为沿x轴正方向传播二、波的多解问题1波具有时间和空间的

4、周期性，传播具有双向性，所以关于波的问题更容易出现多解造成多解的主要因素有：(1)时间间隔t与周期T的关系不明确；(2)波的传播距离x与波长的关系不明确；(3)波的传播方向不确定2在解决波的问题时，对题设条件模糊，没有明确说明的物理量，一定设法考虑其所有的可能性：(1)质点达到最大位移处，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，则有起振方向相反的两种可能；(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能；(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能【例2】 一列横波在x轴上传播，t10和t20.005 s时的波形如图1232中的实线和虚线所示图1232(

5、1)设周期大于(t2t1)，求波速；(2)设周期小于(t2t1)，并且波速为6 000 m/s.求波的传播方向借题发挥 解决周期性及双向性带来的多解问题的一般思路如下：(1)首先考虑传播方向的双向性，如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示，应首先按波传播的可能性进行讨论(2)对设定的传播方向，确定t和T的关系，一般先确定最简单的情况，即一个周期内的情况，然后在此基础上加nT.(3)应注意题目是否有限制条件，如有的题目限制波的传播方向，或限制时间t大于或小于一个周期等所以解题时应综合考虑，加强多解意识，认真分析题意(4)空间的周期性和时间的周期性是一致的，实质上是波形平移规律的应用，所以解

6、题时我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解【例3】 如图图12331233所示，一列简谐波沿一直线向左传播，当直线上某质点a向上运动到达最大位移时，a点右方相距0.15 m的b点刚好向下运动到最大位移处，则这列波的波长可能是( )A0.6 m B0.3 mC0.2 m D0.1 m波长、频率、周期、波速 1(2011新课标全国卷)一振动周期为T、振幅为A，位于x0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动该波源产生的一列简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是( )A振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD

7、开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离E若P点与波源距离xvT，则质点P的位移与波源的相同F质点P在一个周期内走过的路程等于一个波长2男女生二重唱中，女高音和男中音的频率、波长和波速分别为f1、1，v1和f2，2，v2，它们之间的关系是( )Af1f2，12，v1v2 Bf1f2，12，v1f2，10.01 s.(1)波沿x轴_(填“正”或“负”)方向传播；(2)求波速13一列简谐横波沿x轴正方向传播，t0时刻的波形如图12313所示经0.6 s时间质点a第一次到达波峰位置，求：(1)波的传播速度大小；(2)质点b第一次出现波峰的时刻图1231314一列横波沿AB方向传播，波的频率为5 Hz，振幅为2 cm，A、B两点间距离为6 m，振动方向总是相反，在某时刻两质点同处于平衡位置，它们之间还有一个波峰试求波的可能波长15一列简谐横波t1时刻的波形如图12314中实线所示，t2时刻的波形如图中虚线所示，已知tt2t10.5 s问：图12314(1)这列波的传播速度是多少？(2)若波向左传播，且3Tt4T，波速是多大？(3)若波速等于68 m/s，则波向哪个方向传播？- 9 -