高中物理第二章機械波2波速與波長頻率的關系省公開課一等獎新課獲獎課件

2波速與波長、頻率關系第二章機械波1/31[學習目標]1.了解波長、頻率和波速物理意義.2.了解波周期、頻率與質點振動周期和頻率關系.3.了解波長、頻率和波速之間關系，并會進行相關計算.2/31內容索引重點探究啟迪思維探究重點達標檢測檢測評價達標過關自主預習預習新知扎實基礎3/31自主預習4/31一、波長、振幅和頻率1.波長(1)定義：

沿波傳輸方向，任意兩個

質點之間距離(包含

“完整波”)，叫做波波長，慣用λ表示.(2)橫波中任意兩個

波峰或波谷之間距離就是橫波波長.縱波中任意兩個

密部或疏部之間距離就是縱波波長.2.振幅(1)定義：在波動中，各質點離開平衡位置

，即其振動振幅，也稱為

振幅.(2)波振幅大小是波所傳輸

直接量度.相鄰同相振動一個相鄰相鄰最大距離波能量5/313.頻率(1)定義：波在傳輸過程中，介質中質點振動頻率都

，這個頻率被稱為波頻率.(2)波頻率等于

振動頻率，與介質種類

.(3)頻率與周期關系：f＝___或f·T＝

.相同波源無關16/31二、波速1.波速：機械波在

中傳輸速度.2.波速決定原因：由

本身性質決定.3.波速、波長、周期(頻率)關系：v＝___或v＝

.介質介質λf7/311.判斷以下說法正誤.(1)在波傳輸方向上位移一直相同兩質點間距離等于波長.(

)(2)在波傳輸方向上振動速度一直相同相鄰兩質點間距離等于波長.(

)(3)波頻率由介質決定.(

)(4)依據v＝

可知，機械波波長越長，波速越大.(

)[即學即用]×√××答案8/312.已知某一簡諧橫波波長λ＝1.0m，該波波源振動周期T＝0.2s，則該波頻率f＝_____Hz，波速v＝____m/s.答案5.05.09/31重點探究10/31一、波長、頻率(周期)和波速了解[導學探究]

如圖1所表示為一列向右傳輸機械波.答案它們振動是完全相同，只是后一質點比前一質點晚振動一個周期.答案圖1(1)1和9、2和10、3和11……每兩個點振動有什么共同特點？11/31(2)1和9、2和10、3和11……每兩個點到平衡位置距離是否相等？答案相等.(3)質點振動速度就是波傳輸速度嗎？答案不是.答案12/31[知識深化]

波長三種確定方法(1)依據定義確定：在波動中，振動相位總是相同兩個相鄰質點間距離等于一個波長.(2)依據波形確定：①在波形圖上，振動位移總是相同兩個相鄰質點間距離為一個波長.②在波形圖上，運動狀態(速度)總是相同兩個相鄰質點間距離為一個波長.③在波形圖上，兩個相鄰波峰(或波谷)間距離為一個波長.(3)依據公式λ＝vT來確定.13/31例1

(多項選擇)關于波長，以下說法中正確是A.在一個周期內，沿著波傳輸方向，振動在介質中傳輸距離是一個

波長B.兩個相鄰、在振動過程中運動方向總是相同質點間距離是一個

波長C.在縱波中，兩個疏部或兩個密部之間距離等于波長D.在橫波中，兩個相鄰波峰間距離是一個波長√√答案解析√14/31解析

由波長定義可知，在一個周期內，沿著波傳輸方向，振動在介質中傳輸距離是一個波長.由波周期性可知兩個相鄰、在振動過程中運動方向總是相同質點間距離是一個波長.在縱波中，兩個相鄰密部或疏部之間距離等于波長.在橫波中，兩個相鄰波峰間距離是一個波長，可知選項A、B、D正確，C錯誤.15/31例2

(多項選擇)關于波長、周期(頻率)和波速了解，以下說法正確是A.波速表示介質質點振動快慢B.質點振動周期就是波源周期C.質點振動頻率等于波源振動頻率D.質點在一個周期內走過旅程等于一個波長√√答案解析16/31解析機械振動在介質中傳輸快慢用波速表示，它大小由介質本身性質決定，與介質質點振動速度是兩個不一樣概念，A錯誤；波周期性是由質點振動周期性決定，B正確；質點振動頻率等于波源振動頻率，C正確；機械波在傳輸過程中，振動質點并不隨波遷移，只是在各自平衡位置附近做簡諧運動，一個周期內質點振動走過旅程是振幅4倍，D錯誤.17/31二、波速與波長、周期、頻率關系[導學探究]

如圖2所表示為一列向右傳輸機械波，當波源1開始振動一個周期時，質點9剛好要開始振動.答案再過一個周期，波將傳輸到質點17.答案圖2(1)再過一個周期，波將傳輸到哪個質點？畫出一個周期后波形圖.18/31(2)經過一個周期，波傳輸了多大距離？怎樣計算波傳輸速度？答案19/31[知識深化]對波速、波長、周期、頻率及其關系了解(1)在一個周期時間內，振動在介質中傳輸距離等于一個波長.波速與周期、頻率關系為：v＝

＝λf.(2)波周期和頻率由波源決定，與v、λ無關，當波從一個介質進入另一個介質時，周期和頻率不發生改變.(3)波速由介質本身性質決定，在同一個均勻介質中波速不變.20/31解析機械波在同一繩中傳輸，波速不變，由題圖看出，此波波長減小，由v＝λf分析得知，頻率增大，周期減小，故B正確.例3一根粗細均勻繩子，右側固定，使左側S點上下振動，產生一列向右傳輸機械波，某時刻波形如圖3所表示.以下說法中正確是A.該波波長逐步增大B.該波頻率逐步增大C.該波周期逐步增大D.該波波速逐步減小√答案解析圖321/31D.若引發水波波源振動加緊，波傳輸速度將變慢E.若引發水波波源振動減慢，波傳輸速度將變快例4

(多項選擇)湖面上停著A、B兩條小船，它們相距20m，一列水波正在湖面上沿AB連線方向傳輸，每條小船每分鐘上下浮動20次.當A船位于波峰時，B船在波谷，兩船之間還有一個波峰.以下說法正確是√√答案解析√22/31波傳輸速度由介質性質決定，與波源振動速度無關，故D、E錯誤.23/31達標檢測24/3112341.(波長、頻率、周期和波速了解)(多項選擇)關于機械波頻率、波速、波長，以下說法正確是A.兩個相鄰均處于平衡位置質點間距離為一個波長B.波頻率等于波源振動頻率C.波速等于波源振動速度D.波由一個介質進入另一個介質，波速和波長都要改變√√答案解析25/311234解析由波長定義可知，兩個相鄰均處于平衡位置質點間距離為半個波長，選項A錯誤；由波頻率定義可知選項B正確；波速是波傳輸速度，與波源振動速度不一樣，選項C錯誤；波在同一個均勻介質中勻速傳輸，進入不一樣介質時，頻率不變，但波速改變，由v＝λf可知波長改變，選項D正確.26/312.(波長、頻率、周期和波速了解)(多項選擇)一振動周期為T、振幅為A、位于x＝0點波源從平衡位置沿y軸正方向開始做簡諧振動.該波源產生一列簡諧橫波沿x軸正方向傳輸，波速為v，傳輸過程中無能量損失.一段時間后，該振動傳輸至某質點P，關于質點P振動說法正確是A.振幅一定為AB.周期一定為TC.速度最大值一定為vD.開始振動方向沿y軸正方向或負方向取決于它離波源距離E.若質點P與波源距離x＝vT，則質點P振動后任一時刻位移與波源

位移相同1234√√答案解析√27/311234解析機械波傳輸是將波源振動形式和能量向外傳遞過程，對簡諧波而言，介質中各振動質點振幅和周期都與波源相同，A、B正確；質點P振動速度與波傳輸速度v無關，C錯誤；質點P開始振動方向與波源開始振動方向相同，與它們距離無關，D錯誤；若質點P與波源距離x＝vT＝λ，因相差波長λ整數倍質點振動情況都相同，故E正確.28/3112343.(波速與波長、周期、頻率關系)男女生二重唱中，女高音和男中音頻率、波長和波速分別為f1、λ1、v1和f2、λ2、v2，它們之間關系是A.f1>f2，λ1>λ2，v1>v2 B.f1<f2，λ1<λ2，v1<v2C.f1>f2，λ1<λ2，v1＝v2 D.以上說法都不正確√答案29/31A.波傳輸速度是10m/s，周期是0.4sB.波頻率是2.5Hz