2. 波速与波长、频率的关系教学实录

高2010级物理学案

选修3－4

编号18 第三节

波速与波长、频率的关系

主备人：付登贵

教学目标

1、知道什么是波的波长，能在绳波中求出波长。 2、知道什么是波传播的周期（频率），理解周期与质点振动周期的关系。 3、理解决定波的周期的因素，并知道其在波的传播过程中的特点。 4、理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。

教学重点难点

理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。

课前预习：

探究过程：

1、什么叫做机械波的波长？在横波和纵波中怎样读出波长？在波动图象中怎样读出波长？

1

高2010级物理学案

选修3－4

编号18 2、怎样认识波的振幅？怎样读出波长？

3、什么叫波的频率和周期？它们有什么关系？

4、什么叫波速？

波速由什么因素决定？

5、怎样理解和应用公式v=λf和v=λ/T？

6、怎样在波动图象中画出经过t时间的波形图？

例1、下列说法正确的是（ ）

A．当机械波从一种介质进入另一种介质时：保持不变的物理量是波长

B．传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期和振幅

C．由波在均匀介质中的传播速度公式v＝f，可知频率越高，波速越大

D．在波的传播方向上，相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同

例2如图所示为xOy平面内沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图象，波速为1 m/s，此时P点沿－y方向运动，关于在图上x＝0.3 m处的Q点的说法中正确的是(

) A．t＝0时，速度方向沿－y方向

B．t＝0.1 s时，速度最大

C．t＝0.1 s时，加速度方向沿－y方向

D．t＝0.3 s时，加速度为零

例3、如图甲为一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，图中质点Q运动到负向最大位移处，质点P刚好经过平衡位置．图乙为质点P从此时刻开始的振动图象．下列判断中正确的是(

)

2

高2010级物理学案

选修3－4

编号18 A．波沿x轴正方向传播，传播速度为20 m/s

B．t＝0.1 s时，质点Q的加速度大于质点P的加速度

C．此后0.15 s内，质点P沿x轴正方向移动了3 m

D．t＝0.25 s时，质点Q沿y轴正方向运动

例4、如图所示，实线表示简谐波在t1＝0时刻的波形图，虚线表示t2＝0.5 s时的波形图．

(1)若T<(t2－t1)<2T，波向右传播的速度多大？

(2)若2T<(t2－t1)<3T，波向左传播的速度多大？

针对训练：

1．关于波长，下列说法正确的是(

) A．机械振动在一个周期内传播的距离就是一个波长

B．在波形图上位移相同的相邻两质点间的距离等于一个波长

C．在波形图上速度相同的相邻两质点间的距离等于一个波长

D．在波形图上振动情况总是相同的两质点间的距离等于一个波长

2．一列简谐波在两时刻的波形分别如图中实线和虚线所示，由图可确定这列波的(

) A．周期 B．波速

C．波长

D．频率

3．一列简谐横波沿x轴正向传播，传到M点时波形如图所示，再经0.6 s，N点开始振动，则该波的振幅A和频率f为(

) A．A＝1 m

f＝5 Hz

B．A＝0.5 m

f＝5 Hz

C．A＝1 m

f＝2.5 Hz

D．A＝0.5 m

f＝2.5 Hz

4．如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形．当R点在t＝0时的振动状态传到S点时，PR范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标取值范围是(

) A．2 cm≤x≤4 cm

B．2 cm＜x＜4 cm

C．2 cm≤x＜3 cm

D．2 cm＜x≤3 cm

5．如图所示，位于介质Ⅰ和Ⅱ分界面上的波源S，产生两列分别沿x轴负方向与正方向传播的机械波．若在这两种介质中波的频率及传播速度分别为f1、f2和v1、v2，则(

) A．f1＝2f2，v1＝v2

B．f1＝f2，v1＝0.5v2

C．f1＝f2，v1＝2v2

D．f1＝0.5f2，v1＝v2

6．如图所示，1,2,3，...,10各点间的距离均是1 m，当t＝0时，点1开始向上振动，经0.1 s第一次达到最大位移，而振动向右传播至点3，则以下结论正确的是(

) A．波的传播速度是10 m/s，周期是0.4 s

B．波的频率是2.5 Hz，波长是8 m

C．再经0.1 s波传播到点5，点4达到平衡位置

D．从1开始振动计时，波传播到点10时，经过了0.45 s，点8达到最大位移

7．一列横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点A的平衡位置与坐标原点O相距0.5 m，

3

高2010级物理学案

选修3－4

编号18 此时质点A沿y轴正方向运动，经过0.02 s第一次到达最大位移处．由此可知(

) A．这列波的波长为2 m

B．这列波的频率为50 Hz

C．这列波的波速为25 m/s

D．这列波沿x轴正方向传播

8．图是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振时间比a位置的质点晚0.5 s，b和c之间的距离是5 m，则此列波的波长和频率应分别为(

) A．5 m,1 Hz

B．10 m,2 Hz

C．5 m,2 Hz

D．10 m,1 Hz

9．一列简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，t＝0.02 s时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T大于0.02 s，则该波的传播速度可能是(

) A．2 m/s

B．3 m/s

C．4 m/s

D．5 m/s

10.如图所示，已知一列横波沿x轴传播，实线和虚线分别是t1时刻1和t2时刻的图象，已知t2＝t1＋

s，振动周期为0.5 s，则波的传播方向8与传播距离是(

) A．沿x轴正方向，6 m

B．沿x轴负方向，6 m

C．沿x轴正方向，2 m

D．沿x轴负方向，2 m

题号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案

11.简谐波沿x轴传播，波源的振动周期T＝2 s．t＝0时的波形如图所示，M处的质

点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动．画出t＝1.5 s时的波形图．

12．如图所示的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.2 s后，其波形如图

中虚线所示．设该波的周期T大于0.2 s，求：

(1)由图中读出波的振幅和波长；

(2)如果波向右传播，波速是多大，波的周期是多大．

4