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1、机械波 波长 波速 频率第1页，本讲稿共24页第十二章 机械波机械波波长、频率和波速波长、频率和波速第2页，本讲稿共24页 1.定义定义:在波动中，振动在波动中，振动相位相位总是相同总是相同的两的两相邻相邻质点间的距离叫做质点间的距离叫做波长波长。（通常用（通常用 表示）表示）第3页，本讲稿共24页横波横波y/cm0 x/cm1357461014151922272832578911121316201817242321292625 在波动中，振动相位总是相同的两相邻质点间的距离叫做波长。这四条线段是否都为该波的波长？第4页，本讲稿共24页纵波：两个相邻的密部（或疏部）之间的距离等于波长横波：两个
2、相邻的波峰（或波谷）之间的距离等于波长；第5页，本讲稿共24页0 x/cm13574610141519222728325789111213162018172423212926254y/cm有哪些质点与第4个质点振动方向相同？有哪些质点与第4个质点振动方向相反？第6页，本讲稿共24页(1)“相位总是相同相位总是相同”-“位移、速度、加速度时时刻刻都相等”(2)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(3)相距整数倍两质点振动步调总是相同的；相距/2奇数倍两质点振动步调总是相反的 总结：总结：第7页，本讲稿共24页 波源或各个质
3、点振动的周期（或频率）就是波的周期（或频率）。1.定义：定义：第8页，本讲稿共24页 V=X/t 描述的是振动形式在介质中传播的快慢程度。单位时间内振动所传播的距离叫做波速。1.定义:2.物理意义：第9页，本讲稿共24页 在波动中，每经过在波动中，每经过一个周期一个周期T T，振动在，振动在介质中传播的距离介质中传播的距离等于一个波长等于一个波长 第10页，本讲稿共24页 1波速由什么决定？波速由什么决定？波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关 2频率由什么决定？频率由什么决定？波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程波的频率只取决于波
4、源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。3波长由什么决定？波长由什么决定？波长则决定于波长则决定于v和和T。波从一种介质进入另一种介质。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同波速发生变化，周期不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。一介质中传播，当周期发生变化，波长也发生变化。第11页，本讲稿共24页实际问题实际问题关于波速说法错误的有（关于波速说法错误的有（）A波速由介质和波源共同决定波速由介质和波源共同决定B提高振源频率，波的传播速度将增大提高振源频率，
5、波的传播速度将增大C同时在空气中传播两列声波，波长较大的同时在空气中传播两列声波，波长较大的 声波传播较快声波传播较快D频率大的声波在空气中传播的波长越短频率大的声波在空气中传播的波长越短E波速反映了介质中质点振动的快慢波速反映了介质中质点振动的快慢F波速反映了振动在介质中传播的快慢波速反映了振动在介质中传播的快慢ABCE第12页，本讲稿共24页例例2.下图中的实线是一列正弦波在某一时刻下图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经的波形曲线。经0.5s后，其波形如图中的虚线后，其波形如图中的虚线所示。设该波的周期所示。设该波的周期T大于大于0.5s。（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大
6、）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？波的周期是多大？（2）如果波是向右传播的，波的速度是多大）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？波的周期是多大？第13页，本讲稿共24页解：（解：（1）如果波是向左传播的，应有）如果波是向左传播的，应有 所以所以 T=4t/(1+4n)(n=0）由式由式 v=/T 得得 当当n=0时，时，T1=2s,v1=0.12m/s 第14页，本讲稿共24页（2）如果波是向右传播的，应有）如果波是向右传播的，应有 t=（n+3/4）T (n=0）所以所以 T=4t/(3+4n)(n=0）由式由式 v=/T 得得 当当n=0时，时，T1=2
7、/3s,v1=36m/s第15页，本讲稿共24页变式：变式：变式：变式：若若2T0.5,其他条件不变，则其他条件不变，则(1)如果波是向右传播的，求波的周期和波速如果波是向右传播的，求波的周期和波速(2)如果波是向左传播的，求波的周期和波速如果波是向左传播的，求波的周期和波速第16页，本讲稿共24页3(2009上海高考上海高考)弹性绳沿弹性绳沿x轴放置，左轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t0时使其开始沿时使其开始沿y轴做振幅为轴做振幅为8 cm的简谐的简谐振动，在振动，在t0.25 s时，绳上形成如图所示时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速
8、为的波形，则该波的波速为_cm/s；在在t_s时，位于时，位于x245 cm处的处的质点质点N恰好第一次沿恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置轴正向通过平衡位置第17页，本讲稿共24页 解析：由图象可知，A8 cm，T4t1 s，20 cm，所以波速v/T=20/1 cm/s20 cm/s.绳上的每个质点刚开始振动的方向都是沿y轴负方向，故波传到N点所用的时间为：t1X2/v45/20 s2.25 s，所以质点N第一次沿y轴正方向通过平衡位置的时间为 tt12.75 s.第18页，本讲稿共24页3(2009上海高考上海高考)弹性绳沿弹性绳沿x轴放置，左轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当
9、端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t0时使其开始沿时使其开始沿y轴做振幅为轴做振幅为8 cm的简谐的简谐振动，在振动，在t0.25 s时，绳上形成如图所示时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为的波形，则该波的波速为_20_cm/s；在在t_2.75_s时，位于时，位于x245 cm处的质处的质点点N恰好第一次沿恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置轴正向通过平衡位置第19页，本讲稿共24页1.当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的是的是()A.波长波长B.频率频率 C.波速波速D.传播方向传播方向 B课堂练习课堂练习第20页，本讲稿共24页2.关于公
10、式关于公式=f，下列说法中正确的是，下列说法中正确的是()A.公式说明提高波源的频率公式说明提高波源的频率f，它激发的波的波，它激发的波的波速也增大速也增大.B.公式中公式中、f、三个量，对同一机械波在通过不三个量，对同一机械波在通过不同介质时，只有同介质时，只有f不变，而不变，而与与成正比。成正比。C.公式中公式中、f、三个量，对同一种类的不同机械三个量，对同一种类的不同机械波在通过同一介质时，波在通过同一介质时，不变，不变，与与f成反比。成反比。D.公式公式=f适用于一切波。适用于一切波。BCD第21页，本讲稿共24页 3.如图如图4位某一简谐波的波形图，传播方向向右位某一简谐波的波形图，
11、传播方向向右。已知波形曲线在。已知波形曲线在5s内重复出现内重复出现10次，则波长为次，则波长为 ，波速为，波速为 ，周期为，周期为 ，频率为，频率为 。4m0.5s2HZ 8m/s第22页，本讲稿共24页 4.绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点点A向上运动到最大位移时，在其右方相距向上运动到最大位移时，在其右方相距0.30m的质点的质点B刚好向下运动到最大位移刚好向下运动到最大位移.已知波长大已知波长大于于0.15m，则该波的波长等于多少？，则该波的波长等于多少？0.6m 或或0.2m第23页，本讲稿共24页知道什么是波的波长知道什么是波传播的周期(频率)理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系理解决定波的周期(频率)的因素，并知道其在波传播过程中的特点。本节重难点周期频率波速波长三者关系实际应用第24页，本讲稿共24页