《波長頻率和波速》PPT課件.ppt

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南昌一中高二物理備課組 第三節(jié) 波長 頻率和波速 第十二章機械波 一 波長 符號 t T 課本圖12 1 3 1 每個質點的啟動方向與波源的啟動方向一致 2 質點1發(fā)出的振動傳到質點13 使質點13開始振動時 質點1完成一次全振動 因此1 13振動步調一致 概念 在波動中 振動相位總是相同的兩個相鄰質點間的距離 叫做波的波長 稱為同相點 位移總是相等的兩個質點 即不論什么時候 振動步調 稱為同相點 完全一致 思考與討論 任意兩個同相點間的距離為 相鄰的兩個同相點間的距離等于 波長的整數倍 一個波長 思考與討論 位移總是相反的質點 振動步調完全相反 稱為 反相點 任意兩個反相點間的距離為 相鄰的兩個反相點間的距離等于 半波長的奇數倍 半個波長 二 周期 T 和頻率 f 設波源的振動頻率 周期 是 T 則波傳播的頻率和周期是多少 也是 T 因為每個質點都在做受迫振動 所以每個質點的振動頻率或周期與波源的頻率和周期是一樣的 都是 T 波的周期由 決定 同一列波在不同介質中傳播時 Why 波源 周期 或頻率 保持不變 分析 課本圖12 1 3橫波的形成 規(guī)律 每經歷一個周期的時間 波就沿傳播方向傳播 的距離 一個波長 每經歷一個周期的時間 當前的波形圖與原有的波形圖相同 三 波速 v 反映波在介質中傳播快慢的物理量 定義 波在介質中傳播的速度叫波速 數值上等于波長與頻率的乘積 說明 波速的大小由介質的性質決定 同一列波在不同介質中傳播速度不同 波在均勻介質中是勻速傳播的 注意 波速與質點的振動速度不同 質點的振動是一種變加速運動 因此質點的振動速度時刻在變 波長 周期 頻率 和波速的關系 v x t T f 其中 x為波傳播的距離 t為波傳播 x經歷的時間 說明 波的頻率f 由波源決定 與介質無關 波速v由介質決定 與波源無關 一列波進入兩種不同的介質 其頻率不變 波速與波長相應改變 波圖象中的信息 例題1 某樂律C調 la 的頻率為f 440Hz 試求這個音在空氣中的波長和水中的波長 析 由 v f 可求出波長 課堂訓練 空氣 v空氣 f 332 440 0 75m 水 v水 f 1450 440 3 3m 注意 波的頻率f 由波源決定 與介質無關 波速v由介質決定 與波源無關 一列波進入兩種不同的介質 其頻率不變 波速與波長相應改變 習題1 簡諧機械波在給定的介質中傳播時 下列說法中正確的是 A 振幅越大 則波傳播的速度越快 B 振幅越大 則波傳播的速度越慢 C 在一個周期內 振動質點通過的路程等于一個波長 D 振動的頻率越高 則波傳播一個波長的距離所用的時間越短 解析 波速的大小由介質本身的性質決定 與振幅無關 所以A B二選項錯 由于振動質點做簡諧運動 在一個周期內 振動質點通過的路程等于振幅的4倍 所以C選項錯誤 根據經過一個周期T 振動在介質中傳播的距離等于一個波長 所以振動的頻率越高 則波傳播一個波長的距離所用的時間越短 即D選項正確 D 例題2 下圖中的實線是一列正弦波在某一時刻的波形曲線 經過0 5s后 其波形如圖中的虛線所示 設該波的周期T大于0 5s 1 如果波是向左傳播的 波的速度是多大 波的周期是多大 2 如果波是向右傳播的 波的速度是多大 波的周期是多大 析 這類問題通常有兩種解法 解法一 波的平移法 1 波向左傳播 只有當波傳播的距離為6cm時 實線才會和虛線重合 即某一時刻的波形才會演變成0 5s時的波形 波的周期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 波向右傳播 只有當波傳播的距離為18cm時 實線才會和虛線重合 即某一時刻的波形才會演變成0 5s時的波形 命題特點 本題考查機械波傳播過程中的雙向性 v x t 0 18 0 5 0 36m s T v 0 24 0 36 0 67s 解法二 質點振動法 1 波向左傳播 某一時刻x 24cm處的質點往上振動 設經歷 t時間時質點運動到波峰的位置 則 波的周期T大于0 5s 0 5s后波形 當n 0時 T 2s 0 5s 符合要求 此時 v T 0 24 2 0 12m s 當n 1時 T 0 4s 0 5s 不符合要求 波的周期T大于0 5s 0 5s后波形 解法二 質點振動法 2 波向右傳播 某一時刻x 24cm處的質點往下振動 設經歷 t時間時質點運動到波峰的位置 則 當n 0時 T 2 3s 0 5s 符合要求 此時 v T 0 24 2 3 0 36m s 當n 1時 T 2 7s 0 5s 不符合要求 習題2 關于機械波的概念 下列說法中正確的是 A 質點振動的方向總是垂直于波的傳播方向B 簡諧波沿長繩傳播 繩上相距半個波長的兩個質點振動位移的大小相等C 任一振動質點每經過一個周期沿波的傳播方向移動一個波長D 相隔一個周期的兩個時刻的波形相同 解析 相距半個波長的兩個質點振動位移大小相等 方向相反 B選項正確 波每經過一個周期就要向前傳播一個波長 但介質中的各個質點并不隨波向前遷移 只是在各自的平衡位置附近振動 向前傳播的是質點的振動狀態(tài) 所以C選項錯誤 BD 思考題 如圖中的實線是某時刻的波形圖像 虛線是經過0 2s時的波形圖像 1 假定波向左傳播 求它傳播的可能距離 2 若這列波向右傳播 求它的最大周期 3 假定波速是35m s 求波的傳播方向 解析 1 向左傳播時的距離為 n 0 1 2 可能值有3m 7m 11m 2 根據得 在所有可能的周期中 當n 0時的最大 故Tm 0 8s 3 波在0 2s傳播的距離s vt 7m 即 結合波形圖知 波向左傳播