教科版物理选修3-4 第二章 机械波 第二节 教学课件

2.振幅: (1)定义:波动中各质点离开平衡位置的_最__大__距__离__,用 A表示。 (2)意义:波的_振__幅__大小是波所传播能量的直接量度。
3.波的周期(T)和频率(f): (1)定义:波在传播过程中,介质的各质点的_振__动__周__期__
(或频率)。 (2)规律: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)。
二、波速(v) 1.定义:波在介质中_传__播__的速度。
2.波长、频率和波速之间的关系:在波源振动的一个周
期T内,振动向外传播了一个波长λ的距离,所以v=_T_ =_λ__f_。
3.特点: (1)机械波的波速由_介__质__的__性__质__决定,与波的频率无关; (2)当波从一种介质进入另一种介质时,波的_频__率__保持 不变,而_波__速__会发生变化。
【解析】选C、D。波在介质中匀速传播,质点的振动是 变速运动,二者不相等,A错;质点在一个周期内走过的 路程等于振幅的四倍,不一定等于波长,B错;波的周期 与波源振动的周期始终相等,C对;根据λ=vT知,D对。
2.(2016·漯河高二检测)一列简谐波在两时刻的波形 如图中实线和虚线所示,由图可确定这列波的 ( )
【正确解答】选A、C、E。水波是机械振动在介质中传 播形成的,A对;由题意可知 T 15 s＝5 s，f=0.6Hz,波长
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λ=vT=3m,B错、C对;波传播时将振源能量向外传播,而
振动的质点并不随波迁移,D错、E对。故选A、C、E。
【过关训练】 1.(多选)对于介质中正在传播的一列机械波,下列说法 正确的是 ( ) A.传播速度等于波中某质点的振动速度 B.某质点一个周期内走过的路程等于波长 C.波的周期等于波源振动的周期 D.波在一个周期内传播的距离等于波长
2.波速与波长、频率的关系
1.理解波长、频率和波速的物理意义
学习 目标
以及相互关系。 2.会应用波的知识分析和解决问题。 3.了解波的传播具有空间、时间上的
周期性,易出现多解问题。
一、波长、振幅、周期和频率 1.波长: (1)定义:沿波的传播方向,任意两个相邻的同相振动的 质点之间的_距__离__,常用λ表示。 (2)确定方法: ①对于横波,任意两个相邻的_波__峰__或_波__谷__之间的距离; ②对于纵波,任意两个相邻的_密__部__或_疏__部__之间的距离。
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(3)关系:周期T和频率f互为_倒__数__,即f=_T_。波的周期 (频率)与介质的种类_无__关__。
【判一判】 (1)两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。 ( ) (2)两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长。 ( ) (3)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期。
()
提示:(1)×。两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长 的整数倍,只有相邻的两个波峰(或波谷)之间的距离为 一个波长。 (2)×。只有相邻的两个密部(或疏部)之间的距离为一 个波长。 (3)√。波的传播是匀速的,一个周期的时间一定对应于 一个波长的距离,反之也成立。
波形图。由题图可知t=0时,P在正向最大位移处,Q在平
衡位置且向负向运动。若P质点离波源近,则P、Q间的 波形如图所示,kλ+ λ3=3m(k=0,1,2,3…) λ= 12m(k=0,1,2,34…),
4k 3
当k=0时,λ=4m,波长最大。
答案:4m
【补偿训练】(多选)关于波长的下列说法中正确的 是( ) A.机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长 B.在波形图上位移相同的相邻两质点之间的距离等于 一个波长 C.在波形图上速度最大且相同的相邻两质点间的距离 等于一个波长 D.在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等 于一个波长
【归纳总结】 1.关于波长的定义:“振动相位总是相同”和“相邻两 质点”是波长定义的两个必要条件,缺一不可;在波的 图像中,无论从什么位置开始,一个完整的正(余)弦曲 线对应的水平距离为一个波长。
2.关于波长与周期:质点完成一次全振动,波向前传播
一个波长,即波在一个周期内向前传播一个波长。可推
知,质点振动 1 周期,波向前传播 1 波长;反之,相隔 1
【典例示范】(2016·全国卷Ⅰ)某同学漂浮在海面上, 虽然水面波正平稳地以1.8m/s的速率向着海滩传播,但 他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个 波峰通过身下的时间间隔为15s。下列说法正确的是
()
A.水面波是一种机械波 B.该水面波的频率为6Hz C.该水面波的波长为3m D.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时能量 不会传递出去 E.水面波没有将该同学推向岸边,是因为波传播时振动 的质点并不随波迁移
4
4
波长的两质点的振动的时间间隔是
1
4
周期。并可依此
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类推。
3.波的空间周期性: (1)相隔距离为一个波长的整数倍的两质点,振动情况 完全相同,即离开平衡位置的位移“总是”相等,振动 速度大小和方向也“总是”相同,因而波长显示了波的 空间周期性。
(2)相隔距离为半波长的奇数倍的两质点的振动情况完 全相反,即在任何时刻它们的位移大小相等、方向相反, 速度也是大小相等、方向相反,会同时一个在波峰、一 个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置。
【想一想】有人认为:“由公式v=λf知,波的频率越高, 波速越大。”这种说法正确吗? 提示:不正确。机械波的传播速度只与介质本身的性质 和温度有关,与波的频率无关。
知识点一 对波长的理解 思考探究:
一列绳波的图像如图所示。
(1)O、B之间的距离与B、D之间的距离有何关系? (2)P与R、Q与S质点的振动有何关系? 提示:(1)相等。 (2)P与R振动情况相同,Q与S振动情况相同。
A.周期 C.波长
B.波速 D.频率
【解析】选C。由波形可以看出波长为4m,不能确定波 速、周期和频率。
3.如图是一列沿x轴正向传播的简谐横波在传播方向上 相距3m的两质点P和Q的振动图像,实线是P点的振动图 像,虚线是Q点的振动图像,若P质点离波源比Q质点近, 则该波的最大波长是什么?
【解析】由同一时刻P、Q两质点的位移,画出P、Q间的