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1、南昌一中高二物理备课组,第三节：波长、频率和波速,第十二章 机械波,一波长：符号（）,t=T,课本图12.1-3,1每个质点的启动方向与波源的启动方向一致,2质点1发出的振动传到质点13，使质点13开始振动时，质点1完成一次全振动，因此1、13振动步调一致，,概念：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长。,称为同相点。,“位移总是相等的两个质点”，即不论什么时候，振动步调_，称为同相点。,完全一致,思 考 与 讨 论：,任意两个同相点间的距离为_；相邻的两个同相点间的距离等于_。,波长的整数倍,一个波长,思 考 与 讨 论：,“位移总是相反的质点”，振动步调完全相反，称
2、为_。,反相点,任意两个反相点间的距离为_；相邻的两个反相点间的距离等于_。,半波长的奇数倍,半个波长,二周期（T）和频率（f）,设波源的振动频率（周期）是（T），则波传播的频率和周期是多少？,也是（T）,因为每个质点都在做受迫振动，所以每个质点的振动频率或周期与波源的频率和周期是一样的，都是(T)。,波的周期由_决定，同一列波在不同介质中传播时_。,Why?,波源,周期（或频率）保持不变,分析：课本图12.1-3横波的形成,规律：每经历一个周期的时间，波就沿传播方向传播_的距离；,一个波长,每经历一个周期的时间，当前的波形图与原有的波形图相同。,三波速（v）反映波在介质中传播快慢的物理量,定
3、义：波在介质中传播的速度叫波速；数值上等于波长与频率的乘积。,说明：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。波在均匀介质中是匀速传播的。,注意：波速与质点的振动速度不同，质点的振动是一种变加速运动，因此质点的振动速度时刻在变。,波长、周期（频率）和波速的关系：,v=x/t=/T=f,（其中，x为波传播的距离；t为波传播x经历的时间。）,说明：波的频率f，由波源决定，与介质无关；波速v由介质决定，与波源无关；一列波进入两种不同的介质，其频率不变，波速与波长相应改变。,波图象中的信息：,例题1：某乐律C调“la”的频率为f=440Hz，试求这个音在空气中的波长和水中的波长。,
4、析：由：v=f，可求出波长,课 堂 训 练：,空气=v空气/f=332/440=0.75m,水=v水/f=1450/440=3.3m,注意：波的频率f，由波源决定，与介质无关；波速v由介质决定，与波源无关；一列波进入两种不同的介质，其频率不变，波速与波长相应改变。,习题1：简谐机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是（）A振幅越大，则波传播的速度越快；B振幅越大，则波传播的速度越慢；C在一个周期内，振动质点通过的路程等于一个波长；D振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短。,解析：波速的大小由介质本身的性质决定，与振幅无关，所以A、B二选项错；由于振动质点做简谐运动，在一个周
5、期内，振动质点通过的路程等于振幅的4倍，所以C选项错误；根据经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长，所以振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短，即D选项正确。,D,例题2：下图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过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。（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？,析：这类问题通常有两种解法：解法一：波的平移法（1）波向左传播，只有当波传播的距离为6cm 时，实线才会和虚线重合，即某一时刻的波形才会演变成0.5s时的波形。,波的周期
6、T大于0.5s,v=x/t=0.06/0.5=0.12m/s,T=/v=0.24/0.12=2s,0.5s后波形,波的周期T大于0.5s,0.5s后波形,（2）波向右传播，只有当波传播的距离为18cm 时，实线才会和虚线重合，即某一时刻的波形才会演变成0.5s时的波形。,【命题特点】本题考查机械波传播过程中的双向性。,v=x/t=0.18/0.5=0.36m/s,T=/v=0.24/0.36=0.67s,解法二：质点振动法（1）波向左传播，某一时刻x=24cm处的质点往上振动，设经历t 时间时质点运动到波峰的位置，则：,波的周期T大于0.5s,0.5s后波形,当n=0时，T=2s0.5s，符合
7、要求；此时：v=/T=0.24/2=0.12m/s.,当n=1时，T=0.4s0.5s，不符合要求。,波的周期T大于0.5s,0.5s后波形,解法二：质点振动法（2）波向右传播，某一时刻x=24cm处的质点往下振动，设经历t 时间时质点运动到波峰的位置，则：,当n=0时，T=2/3s0.5s，符合要求；此时：v=/T=0.24/(2/3)=0.36m/s.,当n=1时，T=2/7s0.5s，不符合要求。,习题2：关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A质点振动的方向总是垂直于波的传播方向 B简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等 C任一振动质点每经过一个周期沿波的传播
8、方向移动一个波长 D相隔一个周期的两个时刻的波形相同,解析：相距半个波长的两个质点振动位移大小相等、方向相反，B选项正确；波每经过一个周期就要向前传播一个波长，但介质中的各个质点并不随波向前迁移，只是在各自的平衡位置附近振动，向前传播的是质点的振动状态所以C选项错误。,BD,思考题：如图中的实线是某时刻的波形图像，虚线是经过0.2s时的波形图像。（1）假定波向左传播，求它传播的可能距离。（2）若这列波向右传播，求它的最大周期。（3）假定波速是35m/s，求波的传播方向。,解析：（1）向左传播时的距离为：,（n=0，1，2）。可能值有3m、7m、11m,（2）根据 得：,在所有可能的周期中，当n=0时的最大，故Tm=0.8s。,（3）波在0.2s传播的距离s=vt=7m。,即,结合波形图知，波向左传播。,
