2. 波速与波长、频率的关系优质教案设计

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波速与波长、频率的关系

学习目标：

1.理解波长、频率、周期和波速的物理意义以及相互关系．

2．会应用波的知识分析和解决问题．

重点难点：

1.波长、频率、波速这三个物理量及这三个量间的关系．

2．波的传播具有空间、时间上的周期性，易出现多解问题．

情境导入、问题引领

波长(λ) 1．定义：在波动中，__________总是相同的两个____质点间的距离，叫做波长，用λ表示．

2．特征：在横波中，两个__________或两个__________之间的距离等于波长；在纵波中，两个__________或两个__________之间的距离等于波长．

振幅(A) 1．定义：在波动中，各质点离开平衡位置的_____距离，即其振动的振幅，也称为波的振幅．

2．特征：机械波是机械振动的传播，振动的振幅_____ ，波传播的能量_____ ， _____大小是波所传播能量的直接量度．

频率(f) 1．定义：在波动中，各个质点的振动频率是_____的，它们都等于_____的振动频率，这个频率也叫做波的频率．

2．决定因素：波的频率由_____的频率决定．

波速

1．波速：波速是指机械波在介质中_____的速度．波速等于波长与周期的比值．

2．波速公式：v＝ _____ ，它又等于_____与_____的乘积，公式为v＝ _____ 信任教育

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3．决定波速的因素：机械波在介质中的传播速度由___________的性质决定，在不同的介质中，波速_____ ．当波从一种介质进入另一种介质时，波的_____保持不变，波长发生_____ ．

自主学习、合作探究

1、在波的传播中，既有波的传播速度，又有质点的振动速度，二者相等吗？

2、决定波长、频率、波速的因素有哪些？

3、已知软绳上两质点的振动情况，你能画出这两点之间的波形吗？

如图，A在波峰，B在平衡位置且向下运动，波的

传播方向是A到B，试画出A、B间的波形。

如果，A、B两质点的平衡位置间距为d，则波长是

多少？

A B 交流共享、释疑解难

例1、在机械波中，关于公式v＝λf，下列说法正确的是(

) A．v＝λf适用于一切波

B．由v＝λf知，f增大，则波速v也增大

C．v、λ、f三个量中，对同一列波来说，在不同介质中传播时保持不变的只有f

D．由v＝λf知，波长是2 m的声音比波长是4 m的声音传播速度小2倍

例2、一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点相距4.2 m，b点在a点的右方，一列简谐波沿水平绳向右传播，波速为20 m/s，波长大于2 m．某时刻，b点达到波峰位置，而a点正处于平衡位置且向上运动，则这列波的周期可能是(

) A．0.12 s B．0.28 s C．0.168 s D．0.84 s 例3、一列波在第一种均匀介质中的波长为λ1，在第二种均匀介质中的波长为λ2，且λ1＝3λ2，那么波在这两种介质中的频率之比和波速之比分别为(

) A．3∶1,1∶1

B．1∶1,3∶1

C．1∶3,1∶4

D．1∶1,1∶3 例4、(2011年高考北京卷)介质中有一列简谐机械波传播，对于其中某个振动质点(

) A．它的振动速度等于波的传播速度

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B．它的振动方向一定垂直于波的传播方向

C．它在一个周期内走过的路程等于一个波长

D．它的振动频率等于波源的振动频率

归纳巩固、训练提升

1、机械波在给定的介质中传播时，下列说法中正确的是(

) A．振幅越大，则波传播的速度越快

B．振幅越大，则波传播的速度越慢

C．在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长

D．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

2、停在湖中的两条船，相距2 m，一列水波在湖面上传播开来，使这两条船每2 s摇晃一次，当一条船在波峰时，另一条船在波谷，中间还隔着两个波峰，则这列水波的波长为________ m，频率为________ Hz，波速为________ m/s. 3、关于波的周期，下列说法中正确的是(

) A．质点的振动周期就是波源的振动周期

B．波的周期是由波源驱动力的频率决定的

C．波的周期与形成波的介质的密度有关

D．经历整数个周期波形图重复出现，只是波峰向前移动了一段距离

4、对波速的理解正确的是(

) A．波速表示振动形式在介质中传播的快慢

B．波速跟波源振动的快慢无关

C．波速表示介质质点振动的快慢

D．波速表示介质质点迁移的快慢

5、(2011年新建高二检测)对公式v＝λf的理解，以下说法中正确的是(

) A．v＝λf可知，波速与频率成正比

B．波速v由介质决定，频率f由波源决定

C．当波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速、波长改变

D．v＝λf适用于横波，不适用于纵波

6、下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是(

) A．弹簧振子的周期与振幅有关

B．横波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定

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C．在波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

D．单位时间内经过媒质中一点的完全波的个数就是这列简谐波的频率

7、(2011年高考新课标全国卷)一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐振动．该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波速为v，传播过程中无能量损失．一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是(

) A．振幅一定为A

B．周期一定为T

C．速度的最大值一定为v

D．开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离

E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同

8、一列波沿直线传播，在某一时刻的波形图如右图所示，质点A的位置与坐标原点相距0.5 m，此时质点A沿y轴正方向运动，再经过0.02 s将第一次达到最大位移，由此可见(

)

A．这列波波长是2 m

B．这列波频率是50 Hz C．这列波波速是25 m/s

D．这列波的传播方向是沿x轴的负方向

9、(2011年高考海南卷)一列简谐横波在t＝0时的波形图如右图所示．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＝10 sin(5πt)cm.关于这列简谐波，下列说法正确的是(

)

A．周期为4.0 s

B．振幅为20 cm C．传播方向沿x轴正向

D．传播速度为10 m/s 10、如右图所示，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

11、如右图是一列简谐波在t＝0时的波的图像，波的传播速度为2 m/s，则从t＝0到t＝2.5 s的时间内，质点M通过的路程是________m，位移是________m.

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