教科版 (2019)选择性必修 第一册波速与波长、频率的关系评课ppt课件

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情境导学 观察水波，可以看出波在空间、时间上具有周期性，类比振动的描述，我们可以用哪些物理量来描述机械波呢？研究单个质点的运动情况时，用振动图像可以很方便地描述质点在任意时刻的位移，而机械波是很多质点的运动，不方便用振动图像来描述，那么能否用其他的图像来描述波呢？
知识点1 波长、振幅、频率和波速
（2）特征 ①两个相邻的、在振动过程中相对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离等于波长. ②在横波中，两个相邻的波峰（或波谷）间的距离等于波长. ③在纵波中,两个相邻的密部（或疏部）间的距离等于波长. ④在一个周期内,波在介质中传播的距离等于波长. （3）物理意义 波长反映了波在空间上的周期性，其大小由波源和介质（同一波源产生的机械波，随着传播介质的不同，波长会发生改变.）决定.
3 频率 （1）定义 波在传播过程中，介质中各质点振动的频率都相同，这个频率也称为波的频率.波的频率在数值上也等于单位时间内通过某点的“完整的波”的数目. （2）决定因素 波的频率等于波源振动的频率，由波源决定，与介质的种类无关.
深度理解 对波的频率（或周期）的理解 1.由于波是机械振动在介质中的传播,因此波的频率（或周期）与波源的频率（或周期）相同,均由驱动力的频率（或周期）决定. 2.由于波的频率（或周期）与波源的频率（或周期）相同,因此波由一种介质进入另一种介质时,频率（或周期）不变.
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一个高个子的人和一个矮个子的人并肩行走（如图3-2-2），谁的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人的运动与两列波类比，波长、频率、波速分别可以类比为什么？
【提示 矮个子的人；波长、频率、波速分别可类比为人每一步跨过的距离、双脚交替的频率、前进的速度.】
例1-1 （多选）对于介质中正在传播的一列简谐机械波，下列说法正确的有( )
A.某质点一个周期内运动的路程可能比波长大B.两个相邻的、振动过程中位移方向总是相同的质点间的距离是一个波长C.某质点每次经过同一位置时，其速度可能不同D.质点的振动速度就是波的传播速度
【解析】 .
知识点2 波的图像（横波的图像）
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2 波的图像的物理意义及特点 （1）物理意义 波的图像描述的是某一时刻，沿波的传播方向的各个质点离开平衡位置的位移. （2）特点 ①横波的图像形状与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似，波形中的波峰对应图像中正向位移的最大值，波谷对应图像中负向位移的最大值，波形中通过平衡位置的质点在图像中也恰好处于平衡位置． ②波的图像的周期性：在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻，质点的位移不同，则不同时刻，波的图像不同．质点振动时位移做周期性变化，即波的图像也做周期性变化，经过一个周期，波的图像重复一次．
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3 由波的图像可获得的信息如果已知一列波某一时刻的波形如图3-2-6所示.那么，我们从波的图像中可以获得的信息有以下几点.
（4）根据质点的振动情况，可以确定该质点的速度、加速度等的变化情况.
横波的图像能直观表示其波形，那纵波的图像也能表示纵波的形状吗？
【解析】在波的图像中，纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，故A说法错误，B说法正确；在简谐波中各质点都做简谐运动，振幅都等于波源的振幅，故C、D说法正确．
知识点3 波的图像与振动图像的比较
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辨析比较 在能量变化上波和振动的区别
题型1 波速、波长和周期之间的关系
建构导图明思路
题型2 波的传播方向或质点振动方向的判断问题
波的传播方向和各质点振动情况的互判方法1.带动看齐法详见本章第1节.
2.同侧法在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向，并在同一点沿水平方向画出一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧（如图3-2-13所示）.
3.上下坡法沿波的传播方向看，“上坡”的点向下运动，“下坡”的点向上运动，简称“上坡下，下坡上”，如图3-2-14所示.
题型3 已知一个时刻的波形图确定另一时刻的波形图
【解析】 （平移法）
（特殊点法）
【注意】考虑波的周期性,当波移动波长的整数倍时，波形和原来的重合，所以实际处理时通常采用“去整留零”的方法.
A. B. C. D.
1 明确波产生多解问题的原因
类型1 波形的隐含性形成多解
类型2 波传播的双向性带来多解
类型3 波传播的周期性带来多解
（1）若波向右传播，则波速多大?
（2）若波向左传播，则波速多大?
名师点评 本题也可以利用特殊点的周期性来分析，同学们可以试一下.
考向1 考查波长、频率和波速的关系
本题通过波的振动图像考查波长、频率和波速的关系，重点考查考生的物理观念.
考向2 考查波的图像的理解和应用
本题以波的图像为载体创设研究波的传播规律的学习探索问题情境，要求考生认真分析题目所给信息，通过分析推理作出正确判断，体现了高考对科学思维的要求.
信息提取析题意
【解析】 .
结合质点简谐运动的位移公式分析
结合机械波在某时刻的位移表达式分析
A. B. C. D.
考向3 波的图像与振动图像的综合考查
本题综合考查波的图像和振动图像，考查考生利用图像获取波长、周期、振幅及波传播方向等信息的能力，对科学思维中的推理能力和分析综合能力要求较高，能够帮助考生建立波的传播的动态模型.
根据波的图像和振动图像可以获取以下信息：
考向4 波的多解问题分析与求解
图3-2-33
本题以波形图和质点的振动图像为素材，创设了研究波的传播和质点振动规律的科学探究问题情境.主要考查波的图像，简谐运动的公式和图像以及波速、波长和频率（周期）的关系等知识点，重点考查推理论证能力，体现了高考对科学思维的考查.
习题课丨学业质量测评
1.（2025·四川省达州中学月考）下列说法正确的是( )
A.机械波的振幅与介质有关，与波源无关B.机械波的传播速度与波源有关，与介质无关C.机械波的传播速度由介质本身的性质决定D.形成纵波的质点，随波一起发生迁移
【解析】机械波的振幅与波源有关，与介质无关，A错误;机械波的传播速度与波源无关，与介质有关,B错误;机械波的传播速度由介质本身的性质决定，C正确;形成纵波的质点，不随波一起发生迁移，D错误.
2.新生活实际生活实际动画片配音时，常用正常录音再快速播放的方法，把成年人的声音变成儿童的声音，在此过程中，播出的声波与原来相比( )
A.频率不变，波速变大B.频率不变，波速不变C.频率变大，波速变大D.频率变大，波速不变
【解析】当快放时，扬声器振动的频率增大，从而使声音的音调变高，即声波的频率变大，由于都是在空气中传播，故声波的波速不变，故D正确，A、B、C错误.
3.（2025·江苏省十三校联盟期中）某同学在研究机械波的形成与传播规律时，将一根粗细均匀的软绳左端固定在墙上，手握住绳子右端上下振动，产生向左传播的绳波，某时刻波恰好传
A.手振动的频率变小B.手的起振方向向下C.绳波的传播速度变大D.绳波的波长变小
到墙壁处，波形如图所示，在手振动过程中，下列说法正确的是( )
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