3.2 波速与波长、频率的关系.pptx

§2波速与波长、频率的关系高二物理（教科版2019）选择性必修第一册第三章机械波

我们在学习简谐运动时，学习了用振幅、周期和频率这些物理量来描述简谐运动，那么对于机械波的描述，我们是否也可以用某些物理量来描述它呢？思考与讨论：新课讲授

波长、频率和波速新课讲授思考与讨论：1.在上节图3.1-2中，从t=0到t=T这段时间里，由质点P0发出的振动传到质点P8，使质点P8开始振动。这时质点P0恰好结束了一次全振动而开始下一次全振动，此后质点P0和质点P8的振动步调相位是否完全一致？2.质点P1和P9、P2和P10……他们每一对在振动中的相位是否也总是相同呢？

1.波长λ:在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长。几点说明：(1)“位移总相等”的含义是“每时每刻都相等”；(2)相位总相同的两个质点,其速度也总是相等的，位移也相同。波长、频率和波速新课讲授

(4)相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。(3)在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。新课讲授波长、频率和波速几点说明：

波长、频率和波速新课讲授思考与讨论：1.在振源P0完成一次全振动的时间里,波是否也完成了一次周期性的波动?2.每个质点是否都在做受迫振动？如果都在做受迫振动，那么每个质点的振动周期与波源振动的关系是怎样的？3.由振源P0发出的振动，经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于多长一段距离？

2.周期与频率：波源质点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）几点说明：(1)波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。(2)每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。(3)每经历一个周期的时间，当前的波形图与原有的波形图相同。波长、频率和波速新课讲授

3.波速：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。几点说明：(3)一列波在同一均匀介质中是匀速传播的(4)要区分波速与质点振动速度的含义(2)波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。（1）物理意义：反映振动在介质中传播的快慢程度.波长、频率和波速新课讲授

图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？思考与讨论：新课讲授

【例1】图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？新课讲授

解：（1）如果波是向左传播，则，由得v＝0.12m/s波的周期为：（2）如果波是向左传播，则，由得v＝0.36m/s波的周期为：新课讲授新课讲授

新课讲授B

新课讲授

新课讲授波的多解性原因总结：1.波的传播方向的双向性：(1)波的传播方向不确定。(2)质点振动方向不确定。2.由于波的周期性造成多解：(1)时间的周期性:时间间隔Δt与周期T的关系不明确。(2)空间的周期性:波的传播距离Δx与波长λ的关系不明确

1．如图所示为某一时刻某简谐波的图像，波的传播方向沿x轴正方向，下列说法正确的是（）A．质点a的振幅比b的大B．该时刻质点b、e的速度相同C．该时刻质点c、d的加速度为零D．该时刻质点d正在向下运动D课堂练习

【答案】D【详解】A．该时刻a、b质点位移不同，但对简谐波来说，各质点的振幅都是相等的，故A错误；B．该时刻质点b速度方向向上，而质点e速度方向向下，它们的速度不相同，故B错误；CD．该时刻质点c位移为负的最大值，其回复力和加速度都为正的最大值，质点d的运动方向是向下的，位移为零，加速度为零，故C错误，D正确。故选D。课堂练习

2．一列简谐横波沿直线由a向b传播，相距10.5m的a、b两处的质点振动图像如图中a、b所示，下列说法不正确的是（）A．该波的振幅可能是20cm B．该波的波长可能是14mC．该波的波速可能是1.5m/s D．该波由a传播到b可能历时11sA课堂练习

课堂练习

3．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t＝0时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像，则下列说法中正确的是（）A．该波的波速为2m/sB．该波的传播方向沿x轴负方向C．前9s时间内，质点P通过的路程小于