2022-2023年鲁科版(2019)新教材高中物理选择性必修1 第3章机械波第1节波的形成和描述课件(2)

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波的形成和描述六、对波长、频率和波速的理解可以暂停记笔记1. 波长与周期： （1）波的传播过程，也就是波形平移的过程。质点每完成一次全振动，波形 就沿着传播方向平移一个波长λ。 （2）相隔NT 或相隔Nλ（N=0，1，2，3……），波形是相同的。六、对波长、频率和波速的理解可以暂停记笔记2. 频率f：由波源决定，等于波源的振动频率; 某种机械波从一种介质进入另 一种介质，频率不变，波速改变。3. 波速v： （1）波速的实质：波的传播速度即波形的平移速度。 （2）机械波在介质中的传播速度是由介质本身的性质决定的，不同频率 的某种机械波在相同的介质中传播速度相等。 （3） 波速的两个公式: 或思维拓展 如图所示，一个高个子人和一个矮个子人并肩行走，哪个人的双腿前后交替更为迅速？如果拿这两个人与两列波做类比，波长、频率、波速分别可以比做什么？答案　矮个子人的双腿前后交替更为迅速。波长可以比作每一步的步幅，频率可以比作迈步的频率，波速可以比作人行走的速度。典型例题例1. 关于机械波的频率、波速、波长，下列说法正确的是 A. 两个相邻的均处于平衡位置的质点间的距离为一个波长 B. 波的频率等于波源的振动频率 C. 波速等于波源的振动速度 D. 波由一种介质进入另一种介质，波速和波长都要改变答案　BD典型例题例2. 一列简谐横波在t＝0时的波形图如图所示。介质中 x＝2 m 处的质点P 沿y 轴方向做简谐运动的表达式为y＝10sin (5πt) cm。关于这列简谐波，下列说法正确的是A. 周期为4 s B. 振幅为20 cmC. 传播方向沿 x 轴正向 D. 传播速度为10 m/s答案　CD典型例题 例3. 如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m。b点在a点右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点位移达到正向极大时，b点位移恰好为零，且向下运动。经过1.00 s后，a点位移第一次变为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于A. 4.67 m/s B. 6 m/s C. 2 m/s D. 14 m/s典型例题答案　AC 例4. 如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0 m。b点在a点右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a点位移达到正向极大时，b点位移恰好为零，且向下运动。经过1.00 s后，a点位移第一次变为零，且向下运动，而b点的位移恰好达到负向极大，则这列简谐波的波速可能等于A. 4.67 m/s B. 6 m/s C. 2 m/s D. 14 m/s典型例题例5. 一列横波在 x 轴上传播，t1＝0 和 t2＝0.005 s时的波形如图中的实线和虚线所示(1) 设周期大于(t2－t1)，求波速；(2) 设周期小于(t2－t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向。典型例题解析　当波传播的时间小于周期时，波沿传播方向前进的距离小于一个波长；当波传播的时间大于周期时，波沿传播方向前进的距离大于波长，这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离。(1)因Δt＝t2－t1＜T，所以波传播的距离可以直接由图读出。若波向右传播，则在0.005 s内传播了2 m，若波向左传播，则在0.005 s内传播了6 m，已知: Δt ＝0.005 s(1) 设周期大于(t2－t1)，求波速；典型例题因此，可得波的传播方向沿x轴的负方向。答案　(1) 波向右传播时，v＝400 m/s；波向左传播时，v＝1 200 m/s　 (2) x 轴负方向已知: Δt ＝0.005 s(2) 设周期小于(t2－t1)，并且波速为6 000 m/s，求波的传播方向。方法总结波的多解问题要点归纳：1. 波具有时间和空间的周期性，传播具有双向性，所以关于波的问题更容易出现多解。造成多解的主要因素有： (1) 时间间隔 Δt 与周期 T 的关系不明确； (2) 波的传播距离 Δx 与波长 λ 的关系不明确； (3) 波的传播方向不确定； (4) 质点振动方向不确定。2. 在解决波的问题时，对题设条件模糊，没有明确说明的物理量，一定设法考虑其所有的可能性： (1) 质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能； (2) 质点由平衡位置开始振动，则有起振方向相反的两种可能； (3) 只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能； (4) 只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能。方法总结