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鲁科版高中物理选择性必修第一册·3.1 波的形成和描述（课件PPT）
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第节 1波的形成和描述高中物理 选择性必修第一册第3章预习教材一、波的形成与传播1.机械波的定义 在介质中传播,形成了机械波。2.产生条件(1)波源:做机械振动的物体,如振动的绳端、振动的声带等。(2)介质:能传播波的, 如绳、水、空气、地壳等。机械振动物质3.形成过程介质是由许多质点组成,相邻质点间有相互作用,前一个质点的振动总是 后一个质点振动,依次带动下去,振动也就由发生区域向远处传播。各质点依次振动,在同一时刻各质点的空间位置 ,从而形成一定的波形,波形随时间沿传播方向传播出去,从而形成了波。4.传播特点(1)介质中每个质点仅在 附近振动, 并向前移动;(2)波在传递振动的同时,也将波源的 传递出去。带动不同平衡位置不随波能量二、波的分类 垂直最高处最低处同一直线最密最疏三、波的描述1.波的图像(1)物理意义:波的图像描述的是某一时刻各个质点对平衡位置的 。(2)获得方法:在绳子波动的某个 拍下照片,就能得到该 的波形;另外还可以用下述方法:①建立坐标系:用横坐标x表示沿波的传播方向上各个质点的, 用纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的 。②描点:在坐标系中描出一系列点,使各点的横坐标为对应质点的平衡位置x,纵坐标为该质点偏离平衡位置的位移y。③连线:用一条 的曲线把描的点连接起来就是这列波此时刻的波的图像,也称波形图。位移时刻时刻平衡位置位移平滑(3)简谐波:波源做简谐运动时,在各个时刻波的图像是一条 曲线。正弦(或余弦)2.波的特征(1)波的周期和频率:在波动中,各个质点的振动周期或频率 ,都 波源的振动周期或频率,这个周期或频率就是波的周期或频率,用T或f表示。两者的关系: 。相同等于(2)波长:①在波动中,两个 的、相对平衡位置的 和 总是 的质点间的距离,称为波长,用λ表示。②在横波中,两个 波峰(或波谷)之间的距离等于波长;③在纵波中,两个 密部(或疏部)中央的距离等于波长;相邻位移振动方向相同相邻相邻(3)波速:①定义:将振动传播的 与传播 之比称为波速,波在介质中的传播是匀速传播。②特点:通常机械波在介质中的波速是由 本身的性质决定的,不同频率的机械波在相同介质中的波速相同。距离时间介质(4)波长与波速、周期(或频率)的关系: 课堂检测1.正误判断(1)物体只要做机械振动,就一定会产生机械波。( )解析 机械波的形成必须具备的两个条件是振源和介质。只有物体做机械振动,而其周围没有介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波。答案 ×(2)机械波传播的是介质中的质点。( )答案 ×(3)如果波源停止振动,介质中的波也会立即停止传播。( )答案 ×(4)同一波形上各质点的振幅相同。( )答案 √(5)波的图像表示介质中质点的运动轨迹。( )答案 ×(6)质点做简谐运动时,在介质中形成的波形为正弦(或余弦)曲线。( )答案 √(7)波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率、波速和波长都要改变。( )解析 波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率不变,但波速和波长都要改变。答案 ×(8)波的传播速度由波源决定。( )解析 波速由介质本身的性质决定,在不同的介质中波速不同,另外,波速还与温度有关。波源决定波的频率。答案 ×2.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于横波,质点的运动方向与波的传播方向一定垂直C.形成纵波的质点随波一起迁移D.空气介质只能传播纵波解析 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波,质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波是纵波;纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同,有时相反,A、B项正确;无论横波还是纵波,质点都不随波迁移,C项错误;横波不能在空气中传播,空气只能传播纵波,D项正确。ABD3.(多选)对于介质中正在传播的一列机械波,下列说法正确的是( )A.传播速度等于波中某质点的振动速度B.某质点一个周期内走过的路程等于波长C.波的周期等于波源振动的周期D.波在一个周期内传播的距离等于波长解析 波在介质中匀速传播,质点的振动是变速运动,二者不相等,A错;质点在一个周期内走过的路程等于振幅的四倍,不一定等于波长,B错;波的周期与波源振动的周期始终相等,C对;根据λ=vT知,D对。CD重难突破1.机械波的形成 一、机械波的形成与特点2.机械波的特点(1)机械波传播的是振动形式、能量和信息,介质中各质点本身并不随波传播而迁移,而是在各自的平衡位置附近振动。(2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动,所以各个质点都在做受迫振动,因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。(3)在不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同,各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。3.横波和纵波的区别 例题1 (多选)如图是一条软绳,绳上选有18个质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波。由波的形成及图示可知,下列说法中正确的是( )A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动B.每个质点开始运动后,在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动C.绳子上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期都相同D.绳子上波的传播过程,也是能量的传播过程,虽然每个质点均做等幅振动,但每个质点的机械能并不守恒解析 质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点都做受迫振动,A正确;每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向不随波迁移,B错误;绳子上每一个质点的起振方向都相同,都向上,振动周期等于波源振动周期,C正确;波的传播过程,也是能量的传播过程,虽然每个质点均做等幅振动,但每个质点的机械能并不守恒,D正确。答案 ACD规律方法 波动过程介质中各质点的运动特点——“带动、重复、滞后”1.先振动的质点带动后振动的质点。2.后振动的质点重复前面质点的振动(振幅、周期、开始的振动方向相同)。3.后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。变式训练1(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )A.振动是形成波的原因,波动是振动的传播B.振动是单个质点呈现的现象,波动是许多质点联合起来呈现的现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.有波动一定有振动,有振动一定有波动解析 由于介质中的各部分存在相互作用,所以某一点的振动会引起相邻部分质点发生振动,这样振动就由近及远传播开去而形成波,故选项A、B正确;波的传播速度和质点振动的速度没有关系,故选项C错误;有波动一定有振动,但有振动不一定有波动,故选项D错误。AB1.波的图像与振动图像的比较 二、振动图像和波的图像的比较2.根据波的图像判断质点振动方向或波传播方向的方法(1)带动法:先振动的质点带动邻近的后振动质点,在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P',若P'在P点上方,则P向上振动;若P'在下方,则P向下振动(如图甲所示)。 例题2 图甲为某一波在t=1.0 s时的图像,图乙为参与该波动的P质点的振动图像。(1)说出两图中AA'的意义;(2)说出甲图中OAB图线的意义,并判断甲图中的波的传播方向;(3)画出甲图中各质点再经3.5 s时的波形。解析 (1)甲图中AA'表示质点A的振幅或1.0 s时A质点的位移,大小为0.2 m,方向为负。乙图中AA'表示质点P的振幅,也是P质点在0.25 s时的位移,大小为0.2 m,方向为负。(2)甲图中OAB段图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移。由乙图看出P质点在1.0 s时向y轴负方向振动,所以甲图中波向左传播,则OA间各质点正向远离平衡位置方向振动,AB间各质点正向靠近平衡位置方向振动。(3)方法1:特殊点法由乙图可知周期为1.0 s,再经3.5 s各质点在甲图的基础上运动3.5个周期,用特殊点法描出A、B、C、P四点的位置,连线可得到3.5 s时的波的图像,如图所示。方法2:波形平移法某时刻的波形经nT时间,振动形式沿波的传播方向传播nλ距离,波形重复出规律方法 (1)振动图像与波的图像利用两种图像分析问题时,对于波动图像要清楚它是对应哪个时刻,与振动图像哪个点对应;对于振动图像要清楚它是描述的哪个点,与波动图像上哪个点对应.要找到两种图像的对应关系。(2)根据某时刻的波形,画出另一时刻的波形的方法①波形平移法:当波传播距离x=nλ+Δx时,波形平移Δx即可。②特殊点法:当波传播时间t=nT+Δt时,根据振动方向判断相邻特殊点(波峰处质点,波谷处质点,平衡位置处质点)振动Δt后的位置进而确定波形。应用波形平移法时一定要注意平移的是波的形状而不是质点的位置,每个质点都是在各自的平衡位置附近上下振动,并不随波形迁移。从这个角度说,用特殊点法更能体现各个质点的振动和所有质点波动的关系。变式训练2下图是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形。已知波速v=0.5 m/s,画出该时刻7 s前及7 s后的瞬时波形(至少要画一个波长)。1.波长的确定(1)根据定义确定①在波动中,振动状态总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。(2)根据波的图像确定在波的图像上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。(3)根据公式λ=vT来确定。三、波长的确定和波长、波速、频率的理解2.波长、波速和频率(周期)的决定因素(1)周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率总是等于波源的周期和频率。当波从一种介质进入另一种介质时,波的周期和频率不变。(2)波速:决定于介质的物理性质,在同一种均匀介质中,波沿直线匀速传播。波在不同的介质中传播时波速一般不同。(3)波长λ、波速v、周期T的关系:v=λf= ,即波长由波源和介质共同决定,也可以说成是波长由周期和波速共同决定。例题3 (多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长BC 解析 从图像中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,故A项错误;质点B、F是处在相邻波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,故B项正确;质点D、H是处在相邻波谷的两个点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,故C项正确;质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,所以它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),故D项错误。技巧点拨：对波长的正确理解在理解波长的概念时,要注意不可把“在波动中,振动状态总是相同的质点”“在波动中某一时刻位移相等的质点”与“在波动中,振动状态总是相同的两个相邻质点”混为一谈,另外,还要注意“相邻”二字,不要把波长的概念理解为“在振动中位移总是相同的质点间的距离”。变式训练3(多选)关于波长,下列说法正确的是( )A.在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长B.在一个周期内某个质点所走过的路程等于波长C.在波的传播方向上位移始终相同的相邻两质点间的距离等于波长D.在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长解析 在波动中,对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离等于波长,在一个周期内,振动在介质中的传播距离等于一个波长,故选项A、C正确;在波传播过程中,质点只是上下振动,并不随波迁移,故选项B错误;在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长,故选项D正确。ACD1.一列简谐波在x轴上传播,在某时刻波形如图所示,已知此时质点E的运动方向向下,则( )A.此波沿x轴正方向传播B.质点C此时向下运动C.质点A将比质点B先回到平衡位置D.质点D的振幅为零解析 由题意可知波沿x轴负方向传播,质点C向下运动,质点B将比质点A先回到平衡位置,质点D的位移为零,但振幅不为零。课堂检测B2.(多选)关于波长的下列说法正确的是( )A.机械振动在一个周期内传播的距离等于一个波长B.在波形上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C.在波形上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D.在波形上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长AC3.介质中有一简谐机械波正在传播,下列说法正确的是( )A.介质中质点振动的周期等于波源振动的周期B.介质中质点振动的速度等于波的传播速度C.波的传播方向与介质中质点振动方向垂直D.波峰与波谷间的距离一定是质点振幅的两倍解析 对简谐波,质点做简谐运动,振动的周期等于波源的振动周期,选项A正确;质点振动的速度随时间做周期性变化,而波的传播速度在同一种介质中不变,选项B错误;只有横波,波的传播方向与介质中质点振动方向垂直,选项C错误;波峰与波谷间沿振动方向的距离等于质点振幅的两倍,选项D错误。A A.(3,2) B.(4,2) C.(4,-2) D.(3,0) A 5.一列简谐波在t=0时刻的波形如图甲所示,图乙表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图像,则( )A.若波沿x轴正方向传播,图乙应为a点的振动图像B.若波沿x轴正方向传播,图乙应为b点的振动图像C.若波沿x轴正方向传播,图乙应为c点的振动图像D.若波沿x轴正方向传播,图乙应为d点的振动图像解析 在图乙的振动图像中,t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动,而图甲的波形却表明在t=0时刻,质点b、d在平衡位置,而a、c不在平衡位置,故选项A、C判断错误;若波沿x轴正方向传播,质点b应向上运动(逆着波的传播方向,在它附近找一相邻点,此点正好在它的上方,质点b就应跟随它向上运动),故选项B判断正确;若波沿x轴正方向传播,同理可以确定质点d应向下运动,故选项D判断错误。B 谢 谢！
第节 1波的形成和描述高中物理 选择性必修第一册第3章预习教材一、波的形成与传播1.机械波的定义 在介质中传播,形成了机械波。2.产生条件(1)波源:做机械振动的物体,如振动的绳端、振动的声带等。(2)介质:能传播波的, 如绳、水、空气、地壳等。机械振动物质3.形成过程介质是由许多质点组成,相邻质点间有相互作用,前一个质点的振动总是 后一个质点振动,依次带动下去,振动也就由发生区域向远处传播。各质点依次振动,在同一时刻各质点的空间位置 ,从而形成一定的波形,波形随时间沿传播方向传播出去,从而形成了波。4.传播特点(1)介质中每个质点仅在 附近振动, 并向前移动;(2)波在传递振动的同时,也将波源的 传递出去。带动不同平衡位置不随波能量二、波的分类 垂直最高处最低处同一直线最密最疏三、波的描述1.波的图像(1)物理意义:波的图像描述的是某一时刻各个质点对平衡位置的 。(2)获得方法:在绳子波动的某个 拍下照片,就能得到该 的波形;另外还可以用下述方法:①建立坐标系:用横坐标x表示沿波的传播方向上各个质点的, 用纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的 。②描点:在坐标系中描出一系列点,使各点的横坐标为对应质点的平衡位置x,纵坐标为该质点偏离平衡位置的位移y。③连线:用一条 的曲线把描的点连接起来就是这列波此时刻的波的图像,也称波形图。位移时刻时刻平衡位置位移平滑(3)简谐波:波源做简谐运动时,在各个时刻波的图像是一条 曲线。正弦(或余弦)2.波的特征(1)波的周期和频率:在波动中,各个质点的振动周期或频率 ,都 波源的振动周期或频率,这个周期或频率就是波的周期或频率,用T或f表示。两者的关系: 。相同等于(2)波长:①在波动中,两个 的、相对平衡位置的 和 总是 的质点间的距离,称为波长,用λ表示。②在横波中,两个 波峰(或波谷)之间的距离等于波长;③在纵波中,两个 密部(或疏部)中央的距离等于波长;相邻位移振动方向相同相邻相邻(3)波速:①定义:将振动传播的 与传播 之比称为波速,波在介质中的传播是匀速传播。②特点:通常机械波在介质中的波速是由 本身的性质决定的,不同频率的机械波在相同介质中的波速相同。距离时间介质(4)波长与波速、周期(或频率)的关系: 课堂检测1.正误判断(1)物体只要做机械振动,就一定会产生机械波。( )解析 机械波的形成必须具备的两个条件是振源和介质。只有物体做机械振动,而其周围没有介质,远处的质点不可能振动起来形成机械波。答案 ×(2)机械波传播的是介质中的质点。( )答案 ×(3)如果波源停止振动,介质中的波也会立即停止传播。( )答案 ×(4)同一波形上各质点的振幅相同。( )答案 √(5)波的图像表示介质中质点的运动轨迹。( )答案 ×(6)质点做简谐运动时,在介质中形成的波形为正弦(或余弦)曲线。( )答案 √(7)波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率、波速和波长都要改变。( )解析 波在同一种均匀介质中匀速传播,波由一种介质进入另一种介质,频率不变,但波速和波长都要改变。答案 ×(8)波的传播速度由波源决定。( )解析 波速由介质本身的性质决定,在不同的介质中波速不同,另外,波速还与温度有关。波源决定波的频率。答案 ×2.(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )A.对于纵波,质点的振动方向和波的传播方向有时相同,有时相反B.对于横波,质点的运动方向与波的传播方向一定垂直C.形成纵波的质点随波一起迁移D.空气介质只能传播纵波解析 质点的振动方向与波的传播方向垂直的波是横波,质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的波是纵波;纵波质点的运动方向与波的传播方向有时相同,有时相反,A、B项正确;无论横波还是纵波,质点都不随波迁移,C项错误;横波不能在空气中传播,空气只能传播纵波,D项正确。ABD3.(多选)对于介质中正在传播的一列机械波,下列说法正确的是( )A.传播速度等于波中某质点的振动速度B.某质点一个周期内走过的路程等于波长C.波的周期等于波源振动的周期D.波在一个周期内传播的距离等于波长解析 波在介质中匀速传播,质点的振动是变速运动,二者不相等,A错;质点在一个周期内走过的路程等于振幅的四倍,不一定等于波长,B错;波的周期与波源振动的周期始终相等,C对;根据λ=vT知,D对。CD重难突破1.机械波的形成 一、机械波的形成与特点2.机械波的特点(1)机械波传播的是振动形式、能量和信息,介质中各质点本身并不随波传播而迁移,而是在各自的平衡位置附近振动。(2)由于波的形成实际上是从波源开始依次带动介质中的各个质点参与振动,所以各个质点都在做受迫振动,因此各个质点振动的周期(频率)与波源的周期(频率)相同。(3)在不考虑能量损失时,各质点振动的振幅相同,各质点的起振方向都与波源开始振动的方向相同。3.横波和纵波的区别 例题1 (多选)如图是一条软绳,绳上选有18个质点,质点1在外力作用下首先向上振动,其余质点在相互作用力的带动下依次振动,从而形成简谐波。由波的形成及图示可知,下列说法中正确的是( )A.质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点均做受迫振动B.每个质点开始运动后,在水平方向做匀速运动,在竖直方向做简谐运动C.绳子上的每一个质点开始振动时,方向都向上,振动周期都相同D.绳子上波的传播过程,也是能量的传播过程,虽然每个质点均做等幅振动,但每个质点的机械能并不守恒解析 质点1带动质点2是利用绳上质点间的弹力实现的,因此每个质点都做受迫振动,A正确;每个质点开始振动后,只在竖直方向做简谐运动,水平方向不随波迁移,B错误;绳子上每一个质点的起振方向都相同,都向上,振动周期等于波源振动周期,C正确;波的传播过程,也是能量的传播过程,虽然每个质点均做等幅振动,但每个质点的机械能并不守恒,D正确。答案 ACD规律方法 波动过程介质中各质点的运动特点——“带动、重复、滞后”1.先振动的质点带动后振动的质点。2.后振动的质点重复前面质点的振动(振幅、周期、开始的振动方向相同)。3.后振动质点的振动状态落后于先振动的质点。变式训练1(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )A.振动是形成波的原因,波动是振动的传播B.振动是单个质点呈现的现象,波动是许多质点联合起来呈现的现象C.波的传播速度就是质点振动的速度D.有波动一定有振动,有振动一定有波动解析 由于介质中的各部分存在相互作用,所以某一点的振动会引起相邻部分质点发生振动,这样振动就由近及远传播开去而形成波,故选项A、B正确;波的传播速度和质点振动的速度没有关系,故选项C错误;有波动一定有振动,但有振动不一定有波动,故选项D错误。AB1.波的图像与振动图像的比较 二、振动图像和波的图像的比较2.根据波的图像判断质点振动方向或波传播方向的方法(1)带动法:先振动的质点带动邻近的后振动质点,在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P',若P'在P点上方,则P向上振动;若P'在下方,则P向下振动(如图甲所示)。 例题2 图甲为某一波在t=1.0 s时的图像,图乙为参与该波动的P质点的振动图像。(1)说出两图中AA'的意义;(2)说出甲图中OAB图线的意义,并判断甲图中的波的传播方向;(3)画出甲图中各质点再经3.5 s时的波形。解析 (1)甲图中AA'表示质点A的振幅或1.0 s时A质点的位移,大小为0.2 m,方向为负。乙图中AA'表示质点P的振幅,也是P质点在0.25 s时的位移,大小为0.2 m,方向为负。(2)甲图中OAB段图线表示O到B之间所有质点在1.0 s时的位移。由乙图看出P质点在1.0 s时向y轴负方向振动,所以甲图中波向左传播,则OA间各质点正向远离平衡位置方向振动,AB间各质点正向靠近平衡位置方向振动。(3)方法1:特殊点法由乙图可知周期为1.0 s,再经3.5 s各质点在甲图的基础上运动3.5个周期,用特殊点法描出A、B、C、P四点的位置,连线可得到3.5 s时的波的图像,如图所示。方法2:波形平移法某时刻的波形经nT时间,振动形式沿波的传播方向传播nλ距离,波形重复出规律方法 (1)振动图像与波的图像利用两种图像分析问题时,对于波动图像要清楚它是对应哪个时刻,与振动图像哪个点对应;对于振动图像要清楚它是描述的哪个点,与波动图像上哪个点对应.要找到两种图像的对应关系。(2)根据某时刻的波形,画出另一时刻的波形的方法①波形平移法:当波传播距离x=nλ+Δx时,波形平移Δx即可。②特殊点法:当波传播时间t=nT+Δt时,根据振动方向判断相邻特殊点(波峰处质点,波谷处质点,平衡位置处质点)振动Δt后的位置进而确定波形。应用波形平移法时一定要注意平移的是波的形状而不是质点的位置,每个质点都是在各自的平衡位置附近上下振动,并不随波形迁移。从这个角度说,用特殊点法更能体现各个质点的振动和所有质点波动的关系。变式训练2下图是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形。已知波速v=0.5 m/s,画出该时刻7 s前及7 s后的瞬时波形(至少要画一个波长)。1.波长的确定(1)根据定义确定①在波动中,振动状态总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。②波在一个周期内传播的距离等于一个波长。(2)根据波的图像确定在波的图像上,两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。(3)根据公式λ=vT来确定。三、波长的确定和波长、波速、频率的理解2.波长、波速和频率(周期)的决定因素(1)周期和频率:只取决于波源,波的周期和频率总是等于波源的周期和频率。当波从一种介质进入另一种介质时,波的周期和频率不变。(2)波速:决定于介质的物理性质,在同一种均匀介质中,波沿直线匀速传播。波在不同的介质中传播时波速一般不同。(3)波长λ、波速v、周期T的关系:v=λf= ,即波长由波源和介质共同决定,也可以说成是波长由周期和波速共同决定。例题3 (多选)一列简谐波在某一时刻的波形如图所示。下列说法正确的是( )A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同B.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长D.质点A、I在振动过程中位移总是相同,它们的平衡位置间的距离是一个波长BC 解析 从图像中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零,由于波的传播方向是向右的,容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的,而质点C、G的速度方向是向上的,因而这五个点的位移不总是相同,故A项错误;质点B、F是处在相邻波峰的两个点,它们的振动步调完全相同,在振动过程中位移总是相等,故B项正确;质点D、H是处在相邻波谷的两个点,它们的平衡位置之间的距离等于一个波长,故C项正确;质点A、I在振动过程中位移总是相同,振动步调也完全相同,但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个点,所以它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长),故D项错误。技巧点拨：对波长的正确理解在理解波长的概念时,要注意不可把“在波动中,振动状态总是相同的质点”“在波动中某一时刻位移相等的质点”与“在波动中,振动状态总是相同的两个相邻质点”混为一谈,另外,还要注意“相邻”二字,不要把波长的概念理解为“在振动中位移总是相同的质点间的距离”。变式训练3(多选)关于波长,下列说法正确的是( )A.在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长B.在一个周期内某个质点所走过的路程等于波长C.在波的传播方向上位移始终相同的相邻两质点间的距离等于波长D.在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长解析 在波动中,对平衡位置的位移总是相同的两个相邻质点间的距离等于波长,在一个周期内,振动在介质中的传播距离等于一个波长,故选项A、C正确;在波传播过程中,质点只是上下振动,并不随波迁移,故选项B错误;在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长,故选项D正确。ACD1.一列简谐波在x轴上传播,在某时刻波形如图所示,已知此时质点E的运动方向向下,则( )A.此波沿x轴正方向传播B.质点C此时向下运动C.质点A将比质点B先回到平衡位置D.质点D的振幅为零解析 由题意可知波沿x轴负方向传播,质点C向下运动,质点B将比质点A先回到平衡位置,质点D的位移为零,但振幅不为零。课堂检测B2.(多选)关于波长的下列说法正确的是( )A.机械振动在一个周期内传播的距离等于一个波长B.在波形上位移相同的相邻两质点之间的距离等于一个波长C.在波形上速度最大且相同的相邻两质点间的距离等于一个波长D.在波形上振动情况总是相同的两点间的距离等于一个波长AC3.介质中有一简谐机械波正在传播,下列说法正确的是( )A.介质中质点振动的周期等于波源振动的周期B.介质中质点振动的速度等于波的传播速度C.波的传播方向与介质中质点振动方向垂直D.波峰与波谷间的距离一定是质点振幅的两倍解析 对简谐波,质点做简谐运动,振动的周期等于波源的振动周期,选项A正确;质点振动的速度随时间做周期性变化,而波的传播速度在同一种介质中不变,选项B错误;只有横波,波的传播方向与介质中质点振动方向垂直,选项C错误;波峰与波谷间沿振动方向的距离等于质点振幅的两倍,选项D错误。A A.(3,2) B.(4,2) C.(4,-2) D.(3,0) A 5.一列简谐波在t=0时刻的波形如图甲所示,图乙表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图像,则( )A.若波沿x轴正方向传播,图乙应为a点的振动图像B.若波沿x轴正方向传播,图乙应为b点的振动图像C.若波沿x轴正方向传播,图乙应为c点的振动图像D.若波沿x轴正方向传播,图乙应为d点的振动图像解析 在图乙的振动图像中,t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动,而图甲的波形却表明在t=0时刻,质点b、d在平衡位置,而a、c不在平衡位置,故选项A、C判断错误;若波沿x轴正方向传播,质点b应向上运动(逆着波的传播方向,在它附近找一相邻点,此点正好在它的上方,质点b就应跟随它向上运动),故选项B判断正确;若波沿x轴正方向传播,同理可以确定质点d应向下运动,故选项D判断错误。B 谢 谢！
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