(教参)第三章 2 波的描述-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

2　波的描述 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．能用图像描述横波。 2．理解波速、波长和频率的关系 物理观念：理解机械波的概念。 科学思维：会用波的图像描述横波 1．能用波的图像描述横波。 2．会用波速、波长和频率的关系v＝λf求解相关问题 (见学生用书P49) 知识点一　波的图像 1．波的图像的画法 (1)建立直角坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的__位移__。 (2)描点：把平衡时位于x1，x2，x3，…的质点的位移y1，y2，y3，…画在xOy坐标平面内，得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的点。 (3)连线：用一条平滑的线把各点连接起来就是这一时刻波的图像，也称__波形__图。 2．简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)波的图像表示介质中的“各个质点”在某一时刻的位移。(　√　) (2)振动图像表示介质中“某一质点”在各个时刻的位移。(　√　) (3)波的图像与振动图像的横坐标表示的物理量相同。(　　) 2．思考题：在波动中，各质点开始振动(起振)的方向有何特点？ 答案：各质点的起振方向相同，并且都与波源开始振动的方向相同。 知识点二　波长、频率和波速 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。 (1)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。 (2)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。 2．周期T、频率f (1)频率：在波动中，各个质点的振动频率是__相同__的，它们都等于波源振动的频率，这个频率也叫波的频率。 (2)周期T和频率f的关系：互为倒数，即f＝。 (3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个__波长__。 3．波速 (1)定义：机械波在介质中的传播__速度__。 (2)决定因素：波速由介质本身的性质决定。 (3)波长、周期或频率和波速的关系：v＝＝λf。　 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)波速由波长和频率决定。(　　) (2)同一机械波在不同的介质中，波速是不同的。(　√　) (3)在波动中，各个质点的振动周期均等于波源的振动周期。(　√　) (4)从波形上看，波的传播速度即波形的平移速度。(　√　) (5)经过个周期，波传播个波长的距离。(　√　) 2．思考题：(1)某时刻，两个相邻的、位移相等的质点间的距离等于波长吗？ (2)波的传播速度取决于什么？不同频率的横波在同一种介质中的传播速度是否相同？ 答案：(1)不一定。 (2)波的传播速度取决于介质。同一种介质中，频率不同的机械波传播速度相同。 (见学生用书P50) 　　类型一波长、频率和波速 1．根据定义确定波长 (1)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等于一个波长。 (2)波在一个周期内传播的距离等于一个波长。 2．根据波的图像确定波长 (1)在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。 (2)在波的图像上，运动状态(速度)总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。 (3)在波的图像上，两个相邻波峰(或波谷)间的距离为一个波长。 3．根据公式λ＝vT或λ＝确定波长。 (多选)一列简谐波在某一时刻的波形图像如图所示，下列说法正确的是(　BC　) A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同的 B．质点B、F在振动过程中位移总是相同的 C．质点D、H的平衡位置间的距离等于一个波长 D．质点A、I在振动过程中位移总是相同的，它们的平衡位置间的距离等于一个波长 解析：从题图中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是0，由于波的传播方向是沿x轴正方向，则容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个质点的位移不总是相同的，A项错误；质点B、F是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相同的，B项正确；质点D、H是处在相邻的两个波谷上的点，它们的平衡位置之间的距离等于一个波长，C项正确；虽然质点A、I在振动过程中位移总是相同的，振动步调也完全相同，但由于它们不是相邻的振动步调完全相同的两个质点，所以它们的平衡位置之间的距离不是一个波长(应为两个波长)，故D项错误。 一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期为0.2 s，t＝0时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是(　D　) A．平衡位置在x＝1.0 m处的质点的振幅为5.0 m B．该波的波速为10 m/s C．该简谐横波的波长为2 m D．t＝0.2 s时