3.2 波速与波长、频率的关系 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版选择性必修第一册

第三章 机械波 学习目标 知道波长、振幅、频率的概念及物理意义。 01 理解波长、频率和波速的关系，知道三者的决定因素，并会进行相关计算。 02 重难点 重点 波长、振幅与频率 01 欢乐的人工造浪 描述机械波有哪些物理量呢？ 连续的波浪 公司logo 公司logo 情境导入 定义 意义 特点 在波动中，各质点离开平衡位置的最大距离，即其振动的振幅，也称为波的振幅。 波的振幅大小反映波所传播能量的大小。 只沿一个方向传播的简谐波，沿传播方向上各质点的振幅都相等。 振幅 振幅 -A A 公司logo 公司logo 核心知识 1 2 3 4 5 6 7 8 0 9 10 11 12 13 14 15 波长 波长 沿波的传播方向，任意两个相邻的同相振动的质点之间的距离(包含一个“完整的波”) 。 波长 定义 公司logo 公司logo 核心知识 波长确定方法 ①在横波中，任意两个相邻的波峰或波谷之间的距离等于波长 ②在纵波中，任意两个相邻的密部或疏部之间的距离等于波长 密部 密部 疏部 疏部 反映了波在空间上的周期性，其大小由波源和介质决定。 物理意义 频率 波在传播过程中，介质中各质点振动的频率都相同，这个频率也称为波的频率。 波的频率在数值上等于单位时间内通过某点的“完整的波”的数目。 波的频率等于波源振动的频率，与介质的种类无关。 波的频率 特点 决定因素 与周期的关系 f = 公司logo 公司logo 核心知识 1.一列横波沿一条粗软绳传播。在某一时刻，绳子的形状如图所示，则该波的波长为　 m，振幅为　 cm，若该波波源的振动周期为T=0.2 s，则该波的频率为f=　 Hz。  1 25 5 例题 1 2 3 4 5 6 7 8 0 9 10 11 12 13 14 15 波长 半波长 相距整数波长的质点，振动情况相同 相距半个波长的质点，振动情况相反 (2)半波长反相 (1)整数波长同相 公司logo 公司logo 总结提升 波 速 02 波速 波长、周期、频率和波速的关系 (1)在波源振动的一个周期T内，振动向外传播一个波长λ的距离。 (2)关系式：v = = λf。 定义 机械波在介质中的传播速度。 公司logo 公司logo 核心知识 决定因素：由介质本身的性质决定 0℃时几种介质中的声速 介质 空气 水 铜 铁 玻璃 松木 软木 橡胶 声速/(m·s⁻¹) 332 1450 3800 4900 5000～6000 约3320 430～530 30～50 介质不同 声速不同 公司logo 公司logo 核心知识 2.(2025·成都市东竞高中高二月考)停在湖面上的两艘船相距48 m。一列水波在湖面上传播开来，使船每分钟上下振动30次。当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，此时两船之间还有一个波峰，如图所示。若将水波视为横波，则这列水波的频率为　 Hz，波长为　　 m，波速为　　 m/s。  0.5 32 16 例题 这列水波的频率为f= Hz=0.5 Hz 当甲船位于波峰时，乙船位于波谷，此时两船之间还有一个波峰， 则Δx=λ+λ=48 m，解得波长为λ=32 m。 波速为v=λf=32×0.5 m/s=16 m/s。 例题 (来自教材)如图所示，S点是波源，其振动频率为100 Hz，所产生的横波向右传播，波速为80 m/s，P、Q是波传播方向上的两个质点，已知SP=4.2 m，SQ=5.4 m。当S通过平衡位置向上运动时，下列说法正确的是 A.P在波谷，Q在波峰 B.P在波峰，Q在波谷 C.P、Q都在波谷 D.P、Q都在平衡位置 √ 公司logo 公司logo 针对训练 由于振动周期T==0.01 s，所以可算得波从S传到P所需时间为tP== s =0.052 5 s=5T，即波从S传到P有5个波长。因为此时S在平衡位置且向 上运动，故P在波谷处。 同理可算得波从S传到Q所需时间为tQ== s=0.067 5 s=6T，即波从S传到Q有6个波长，因为此时S在平衡位置且向上运动，故Q在波峰处。 故A正确，B、C、D错误。 拓展　平衡位置相差个波长的质点，振动的相位差是怎样的？ 答案　平衡位置相差个波长的质点，振动的相位差是。 　 3.(2025·成都市树德中学高二期中)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。声波在空气中和在水中传播时的 A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同 C.波长和周期均不同 D.周期和频率均不同 √ 声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v=λf可知，波长也不同。故A正确，B、C、D错误。 例题 波长 频率 波速 相邻同相位质点间的距离 与波源相同 由介质本身决定 机械波的描述 波长 各质点离开平衡位置的最大距离 v = = λf 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $null