2. 波速与波长、频率的关系教学设计第二课时

机

械

波

知识体系·理一理

(1)在水平方向传播的波为横波。

(

) (2)在机械波中各质点不随波的传播而迁移。

(

) (3)通过波的图像可以找出任一质点在任意时刻的位移。

( ) (4)机械波在传播过程中，各质点振动的周期、起振方向都相同。( ) (5)机械波在一个周期内传播的距离就是振幅的4倍。

( ) (6)波速表示介质中质点振动的快慢。

( ) (7)两列波在介质中叠加，一定产生干涉现象。

( ) (8)一切波都能发生衍射现象。

( ) (9)多普勒效应说明波源的频率发生变化。

( )

突破点(一)

机械波的传播与图像

1．机械波的传播特点

(1)波传到任意一点，该点的起振方向都和波源的起振方向相同。

(2)介质中每个质点都做受迫振动，因此，任一质点的振动频率和周期都和波源的振动频率和周期相同。

(3)波从一种介质进入另一种介质，由于介质不同，波长和波速可以改变，但频率和周期都不会改变。

(4)波源经过一个周期T完成一次全振动，波恰好向前传播λ一个波长的距离，所以v＝T＝λf。

2．波的图像的特点

(1)质点振动nT(波传播nλ)(n＝0,1,2,3，…)时，波形不变。

(2)在波的传播方向上，当两质点平衡位置间的距离为nλ(n＝1,2,3，…)时，它们的振动步调总相同；当两质点平衡位置间λ的距离为(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)时，它们的振动步调总相反。

2(3)波源质点的起振方向决定了它后面的质点的起振方向，各质点的起振方向与波源的起振方向相同。

3．波的传播方向与质点振动方向的互判方法

方法解读

图像演示

“上下沿波的传播方向，“上坡”时质点向坡”法

下振动，“下坡”时质点向上振动

“同波形图上某点表示传播方向和振动

侧”法

方向的箭头在图线同侧

“微平移”法

将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向

1．[多选](2017·全国卷Ⅲ)如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t＝0时的波形图，虚线为t＝0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波，下列说法正确的是(

) A．波长为2 m B．波速为6 m/s C．频率为1.5 Hz D．t＝1 s时，x＝1 m处的质点处于波峰

E．t＝2 s时，x＝2 m处的质点经过平衡位置

2．[多选](2016·全国卷Ⅰ)某同学漂浮在海面上，虽然水面波正平稳地以1.8 m/s的速率向着海滩传播，但他并不向海滩靠近。该同学发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为15 s。下列说法正确的是

(

) A．水面波是一种机械波

B．该水面波的频率为6 Hz C．该水面波的波长为3 m D．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时能量不会传递出去

E．水面波没有将该同学推向岸边，是因为波传播时振动的质点并不随波迁移

突破点(二)

振动图像与波的图像的综合应用

两种图像的比较

振动图像

波的图像

图像

物理意义

表示某质点各个时表示某时刻各质点的刻的位移

位移

突破点(三)

波的多解问题

1．造成波动问题多解的主要因素

(1)周期性：

①时间周期性：时间间隔Δt与周期T的关系不明确。

②空间周期性：波传播距离Δx与波长λ的关系不明确。

(2)双向性：

①传播方向双向性：波的传播方向不确定。

②振动方向双向性：质点振动方向不确定。

如：a.质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能。

b．质点由平衡位置开始振动，则起振方向有向上、向下(或向左、向右)两种可能。

c．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，即沿x轴正方向或沿x轴负方向传播。

d．只给出两时刻的波形，则有两时刻间相同波形重复出现的可能。

[典例]

[多选](2018·邢台模拟)图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1 m处的质点，Q是平衡位置为x＝4 m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是(

) A．该波的周期是0.10 s B．该波的传播速度是40 m/s C．该波沿x轴的负方向传播

D．t＝0.10 s时，质点Q的速度方向向下

E．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm