12.3 波长、频率和波速 课件(人教版选修3-4).ppt

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1、山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练第三节波长、频率和波速第三节波长、频率和波速山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练

2、知能优化训练 第第三三节节波波长长、频频率率和和波波速速山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练课标课标定位定位学学习习目目标标：1.理理解解波波长长、频频率率和和波波速速的的物物理理意意义义以以及相互关系及相互关系2会会应应用波的知用波的知识识分析和解决分析和解决问题问题重重点点难难点点：1.波波长长、频频率率、波波速速这这三三个个物物理理量量及及这这三个量三个量间间的关系的关系2波波的的传传播播具具有有空

3、空间间、时时间间上上的的周周期期性性，易易出出现现多多解解问题问题山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练课前自主学案课前自主学案一、波一、波长长()1定定义义：在在波波动动中中，_总总是是相相同同的的两两个个_质质点点间间的距离，叫做波的距离，叫做波长长，用，用表示表示2特特征征：在在横横波波中中，两两个个_或或两两个个_之之间间的的距距离离等等于于波波长长；在在纵纵波波中中，两两个个_或或两两个个_之之间

4、间的的距距离离等等于波于波长长振振动动相位相位相相邻邻相相邻邻波峰波峰相相邻邻波谷波谷相相邻邻密部密部相相邻邻疏部疏部山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练相同相同波源波源波源波源波波长长倒数倒数山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优

5、优化化训训练练三、波速三、波速(v)1波波速速：波波速速是是指指机机械械波波在在介介质质中中_的的速速度度波速等于波波速等于波长长与周期的比与周期的比值值2波波速速公公式式：_，它它又又等等于于_与与_的乘的乘积积，公式，公式为为_.3决决定定波波速速的的因因素素：机机械械波波在在介介质质中中的的传传播播速速度度由由_的的性性质质决决定定，在在不不同同的的介介质质中中，波波速速_，另外，波速，另外，波速还还与与_有关有关4决决定定波波长长的的因因素素：波波长长由由_和和_共共同同决定决定传传播播波波长长频频率率vf介介质质本身本身不同不同温度温度波源波源介介质质山东水浒书业有限公司山东水浒书业

6、有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练核心要点突破核心要点突破一、波一、波长长的确定及波的确定及波长长、频频率、波速的关系率、波速的关系1波波长长的确定的确定(1)根据定根据定义义确定确定在在波波动动中中，振振动动相相位位总总是是相相同同的的两两个个相相邻邻质质点点间间的距离等于一个波的距离等于一个波长长波在一个周期内波在一个周期内传传播的距离等于一个波播的距离等于一个波长长山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方

7、案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练(2)根据波根据波动图动图象确定象确定在在波波动动图图象象上上，振振动动位位移移总总是是相相同同的的两两个个相相邻质邻质点点间间的距离的距离为为一个波一个波长长在在波波动动图图象象上上，运运动动状状态态(速速度度)总总是是相相同同的的两两个相个相邻质邻质点点间间的距离的距离为为一个波一个波长长在在波波动动图图象象上上，两两个个相相邻邻波波峰峰(或或波波谷谷)间间的的距距离离为为一个波一个波长长(3)根据公式根据公式vT来确定来确定山

8、东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练特特别别提提醒醒：(1)波波从从一一种种介介质质进进入入另另外外一一种种介介质质，波波源源没没变变，波波的的频频率率不不会会发发生生变变化化；介介

9、质质的的变变化化导导致了波速和波致了波速和波长长的改的改变变(2)波波长长也也是是波波的的周周期期性性的的体体现现，它它体体现现的的是是波波的的空空间间上的周期性上的周期性山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)1简简谐谐波波在在给给定定的的介介质质中中传传播播时时，下下列列说说法法中中正确的是正确的是()A振幅越大，振幅越大，则则波波传传播的速度越快播

10、的速度越快B频频率越高，率越高，则则波波传传播的速度越快播的速度越快C在在一一个个周周期期内内，振振动动质质点点走走过过的的路路程程等等于于一一个波个波长长D在一个周期内，波在一个周期内，波传传播的距离等于一个波播的距离等于一个波长长山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练解解析析：选选D.波波在在介介质质中中传传播播的的快快慢慢程程度度称称为为波波速速波波速速的的大大小小由由介介质质本本身身的的性性质质决决

11、定定,与与振振幅幅无无关关，所所以以A、B选选项项错错由由于于振振动动质质点点做做简简谐谐运运动动在在一一个个周周期期内内,振振动动质质点点走走过过的的路路程程等等于于振振幅幅的的4倍倍，所所以以C选选项项错错误误；经经过过一一个个周周期期T,振振动动在在介介质质中中传传播播的的距距离离等等于于一一个个波波长长，D选选项项正确正确山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练二、波的多解二、波的多解问题问题及及处处

12、理方法理方法1造成波造成波动问题动问题多解的主要因素多解的主要因素(1)周期性周期性时时间间周周期期性性：相相隔隔周周期期整整数数倍倍时时间间的的两两个个时时刻刻的的波波形形图图完完全全相相同同，时时间间间间隔隔t与与周周期期T的的关关系不明确造成多解系不明确造成多解空空间间周周期期性性：沿沿传传播播的的方方向向上上，相相隔隔波波长长的的整整数数倍倍距距离离的的两两质质点点的的振振动动情情况况完完全全相相同同，质质点点间间距离距离x与波与波长长的关系不明确造成多解的关系不明确造成多解山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第1

13、2章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练(2)双向性双向性对对给给定定的的波波形形图图，波波的的传传播播方方向向不不同同，质质点点的的振振动动方向也不同，反之亦然方向也不同，反之亦然传传播方向双向性：波的播方向双向性：波的传传播方向不确定播方向不确定振振动动方向双向性：方向双向性：质质点振点振动动方向不确定方向不确定山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知

14、知能能优优化化训训练练2波波动问题动问题的几种可能性的几种可能性(1)质质点达到最大位移点达到最大位移处处，则则有正向和有正向和负负向最大位向最大位移两种可能移两种可能(2)质质点由平衡位置开始振点由平衡位置开始振动动，则则有起振方向向上、有起振方向向上、向下向下(或向左、向右或向左、向右)的两种可能的两种可能(3)只告只告诉诉波速不指明波的波速不指明波的传传播方向，播方向，应应考考虑虑沿沿x轴轴正方向和正方向和x轴负轴负方向两个方向方向两个方向传传播的可能播的可能(4)只只给给出两出两时时刻的波形，刻的波形，则则有多次重复出有多次重复出现现的可的可能等能等山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限

15、公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练3解决波的多解解决波的多解问题问题的方法的方法(1)解解决决周周期期性性多多解解问问题题时时，往往往往采采用用从从特特殊殊到到一一般般的的思思维维方方法法，即即找找到到一一个个周周期期内内满满足足条条件件的的特特例例，在在此此基基础础上上，再再加加上上时时间间nT；或或找找到到一一个个波波长长内内满满足条件的特例，在此基足条件的特例，在此基础础上再加上距离上再加上距离n.(2)解解决决双双向向性性多多解解

16、问问题题时时,养养成成全全面面思思考考的的习习惯惯，熟熟知知波波有有向向正正、负负(或或左左、右右)两两方方向向传传播播的的可可能能，质质点有向上、下点有向上、下(或左、右或左、右)两方向振两方向振动动的可能的可能山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练即即时应时应用用(即即时时突破，小突破，小试试牛刀牛刀)2一一列列简简谐谐横横波波沿沿x轴轴正正方方向向传传播播，振振幅幅为为A.t0时时，平平衡衡位位置置在

17、在x0处处的的质质点点位位于于y0处处，且且向向y轴轴负负方方向向运运动动；此此时时，平平衡衡位位置置在在x0.15 m处处的的质质点位于点位于yA处处该该波的波波的波长长可能等于可能等于()A0.60 mB0.20 mC0.12 m D0.086 m山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章

18、机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一对波长概念的理解对波长概念的理解 图图1231是是一一列列简简谐谐波波在在某某一一时时刻刻的的波波形形图图象下列象下列说说法中正确的是法中正确的是()图图1231例例例例1 1山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练A质质点点A、C、E、G、I在振在振动过动过程中位移

19、程中位移总总是是相同的相同的B质质点点B、F在振在振动过动过程中位移程中位移总总是相等是相等C质质点点D、H的平衡位置的平衡位置间间的距离是一个波的距离是一个波长长D质质点点A、I在振在振动过动过程中位移程中位移总总是相同，它是相同，它们们的平衡位置的平衡位置间间的距离是一个波的距离是一个波长长山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练【精精讲讲精精析析】从从图图象象中中可可以以看看出出质质点点A、C、E、G、

20、I在在该该时时刻刻的的位位移移都都是是零零，由由于于波波的的传传播播方方向向是是向向右右的的，容容易易判判断断出出质质点点A、E、I的的速速度度方方向向是是向向下下的的，而而质质点点C、G的的速速度度方方向向是是向向上上的的，因因而而这这五五个个点点的的位位移移不不总总是是相相同同，所所以以选选项项A是是错错误误的的质质点点B、F是是处处在在相相邻邻的的两两个个波波峰的点，它峰的点，它们们的振的振动动步步调调完全相同，在振完全相同，在振动过动过山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学

21、案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练程程中中位位移移总总是是相相等等的的,故故选选项项B是是正正确确的的质质点点D、H是是处处在在相相邻邻的的两两个个波波谷谷的的点点，它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的距距离离等等于于一一个个波波长长，所所以以选选项项C也也是是正正确确的的虽虽然然质质点点A、I在在振振动动过过程程中中位位移移总总是是相相同同，振振动动步步调调也也完完全全相相同同，但但由由于于它它们们不不是是相相邻邻的的振振动动步步调调完完全全相相同同的的两两个个点点，它它们们的的平平衡衡位位置置之之间间的的距距离离不不是是一个波一个波长长(应为应

22、为两个波两个波长长),所以所以选项选项D是是错误错误的的【答案答案】BC山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练【误误区区警警示示】由由于于波波的的周周期期性性，每每时时每每刻刻振振动动相相位位或或位位移移总总是是相相同同的的点点有有很很多多，只只有有相相邻邻的两的两质质点点间间的距离才等于一个波的距离才等于一个波长长山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优

23、化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练变变式式训训练练1关关于于机机械械波波的的波波长长，下下列列说说法法正正确确的是的是 ()A平平衡衡位位置置相相距距一一个个波波长长的的两两个个质质点点运运动动情情况况总总是相同是相同B运运动动情况情况总总是相同的两个是相同的两个质质点相距一个波点相距一个波长长C在在横横波波中中，两两个个相相邻邻的的波波峰峰间间的的距距离离等等于于一一个波个波长长D在在横横波波中中，波波峰峰到到相相邻邻的的波波谷谷之之间间的的距距离离等等于半个波于半个波长长答案：答案：AC山

24、东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练例例例例2 2 如如图图1232所所示示，图图甲甲为为某某一一波波动动在在t1.0 s时时的的图图象象，图图乙乙为为参参与与该该波波动动的的质质点点P的的振振动动图图象象图图1232类型二类型二波长、波速和周期关系的应用波长、波速和周期关系的应用山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机

25、械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练(1)判断波的判断波的传传播方向；播方向；(2)求求该该波波速波波速山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练【答案答案】(1)向左向左传传播播(2)4.0 m/s山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学

26、学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练变变式式训训练练2(2010年年高高考考浙浙江江卷卷)在在O点点有有一一波波源源,t0时时刻刻开开始始向向上上振振动动,形形成成向向右右传传播播的的一一列列横横波波t14 s时时，距距离离O点点为为3 m的的A点点第第一一次次达达到到波波峰峰；t27 s时时，距距离离O点点为为4 m的的B点点

27、第第一一次次达达到到波波谷谷则则以下以下说说法正确的是法正确的是()A该该横波的波横波的波长为长为2 mB该该横波的周期横波的周期为为4 sC该该横波的波速横波的波速为为1 m/sD距距离离O点点为为1 m的的质质点点第第一一次次开开始始向向上上振振动动的的时时刻刻为为6 s末末山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优

28、化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练 如如图图1233所所示示，实实线线是是某某时时刻刻的的波波形形图图象，虚象，虚线线是是0.2 s后的波形后的波形图图图图1233类型三类型三波的多解问题波的多解问题例例例例3 3山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练(1)若波向左若波向左传传播，求它的可能周期和最大周期播

29、，求它的可能周期和最大周期(2)若波向右若波向右传传播，求它的可能播，求它的可能传传播速度播速度(3)若波速是若波速是45 m/s，求波的，求波的传传播方向播方向山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能

30、能优优化化训训练练【误误区区警警示示】在在解解决决波波动动问问题题时时，一一定定要要注注意意考考虑虑波波传传播播方方向向的的双双向向性性，以以及及时时间间的的周周期期性性和和空空间间的周期性，即的周期性，即tnTt，xnx.山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练变变式式训训练练3一一列列简简谐谐横横波波沿沿直直线线由由a向向b传传播播，相相距距10.5 m的的a、b两两处处的的质质点点振振动动图图象象如如图

31、图1234中中a、b所示，所示，则则()图图1234山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练A该该波的振幅可能是波的振幅可能是20 cmB该该波的波波的波长长可能是可能是8.4 mC该该波的波速可能是波的波速可能是10.5 m/sD该该波由波由a传传播到播到b可能可能历时历时7 s山东水浒书业有限公司山东水浒书业有限公司 优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书优化方案系列丛书第第12章章 机械波机械波课课前前自自主主学学案案核核心心要要点点突突破破课课堂堂互互动动讲讲练练知知能能优优化化训训练练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用