3.2 第2课时 波长、频率和波速 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

第3章　机械波 第2节　波的描述 第2课时　波长、频率和波速 1 导入新课 复习上一节课的内容，回答以下问题： (1)机械振动与机械波有什么关系？ (2)如何利用波的图像比较两个质点的回复力大小、加速度大小和振动速率大小？ (3)波动图像与振动图像有什么区别与联系？ ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 以横波为例，从波动图像中可以看到从t=0到t=T这段时间里，由质点P0发出的振动传到质点P8，使质点P8开始振动。这时质点P0恰好结束了一次全振动而开始下一次全振动，此后质点P0和质点P8的振动步调完全一致。请同学们思考步调一致具体指什么一致？ 指的是两个质点在任何时刻对平衡位置的位移的大小和方向总相同。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 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，叫作波长。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 　　思考下列问题： 　　(1)在纵波中如何标记一个波长？ 　　纵波中相邻的密部和相邻的疏部之间的距离就是一个波长。 　　(2)在波动中，各个质点的振动周期或频率是相同的吗？ 　　相同。并且每个质点的振动周期或频率都等于波源的振动周期或频率，这个周期或频率也叫作波的周期或频率。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 　　思考下列问题： 　　(3)周期、频率反映了波的什么特点？ 　　描述了波形的时间周期性。 　　(4)经过一个周期T，振动在介质中传播的距离是多少？ 　　经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 如果我们定义机械波在介质中的传播速度为波速，则波速应该如何定义? 根据速度等于位移除以时间，既然机械波在一个周期传播的距离为一个波长，则波速等于波长除以周期，即。 波速的表达式为或v=f。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 回答下列问题： (1)机械波的频率与什么因素有关？ 波源。 (2)机械波的波速与什么因素有关？ 介质的性质。 (3)波速与质点的振动速度有什么不同？ 波速是振动形式传播出去的速度，始终沿着波的传播方向，在同一均匀介质中大小保持不变;质点的振动速度是质点在平衡位置附近做机械振动的速度，其大小、方向均随时间周期性变化。 ♚ 环节一：认识波长、频率、波速 一列波从一种介质传入另一种介质时，波速、频率、波长如何变化？ 频率不变，波速变化，波长也变化。 ♚ 环节二：利用波的描述方法解决问题 【例题】如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5 s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5 s，求： (1)如果波是向左传播的，波速是多大？波的周期是多大？ (2)如果波是向右传播的，波速是多大？波的周期又是多大？ ♚ 环节二：利用波的描述方法解决问题 ♚ 课堂练习 1.(多选)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 BC ♚ 课堂练习 2.一列简谐波沿x轴传播，图甲是t=0 s时的波形图，图乙是x=3.0 m处质点的振动图像，a、b两质点在x轴上平衡位置分别为xa=0.5 m、xb=2.5 m，下列说法中正确的是　　　　　　　(　　) 　　A.波沿x轴正方向传播 　　B.波的传播速度为0.5 m/s 　　C.t=1.0 s时，a、b两质点加 　　　速度方向相反 　　D.从t=1.0 s到t=1.5 s，质点a通过的路程为10 cm C ♚ 课堂练习 3.一列简谐横波在t=0时的波形图如图甲所示。介质中x=2 m处的质点P的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是　　　　(　　) 　　A.波沿x轴负方向传播 　　B.波的传播速度大小为0.5 m/s 　　C.t=1.0 s时，质点P的速度沿y 　　　轴的负方向 　　D.从t=0.5 s到t=2.0 s，质点P通过的路程为3 m C ♚ 课堂练习 4.关于波长、频率和波速的关系，下列说法正确的是（　　） A. 波速由介质决定，与频率无关 B. 频率由波源决定，与介质无关 C. 波长由波速和频率共同决定 D. 以上说法都正确 D ♚ 课堂练习 5.一列简谐横波在某种介质中传播，波速为20 m/s，频率为5 Hz，则该波的波长为（　　） A. 0.25 m B. 4 m C. 100 m D. 15 m B ♚ 课堂练习 6.关于波的周期和频率，下列说法正确的是（　　） A. 周期是波传播一个波长所需的时间 B. 频率是单位时间内通过某点的完整波的个数 C. 周期与频率互为倒数关系 D. 以上说法都正确 D ♚ 波长、频率和波速是描述机械波的三个基本物理量。波长λ指相邻两个振动状态相同质点间的距离；频率f由波源决定，表示单位时间内完成全振动的次数；波速v由介质决定，表示振动状态传播的快慢。三者关系为v=λf，该公式是波动问题的核心。需注意：波从一种介质进入另一种介质时，频率不变，波速和波长会改变。掌握这一关系，可解决波的传播、计算等实际问题，为后续学习多普勒效应奠定基础。 课堂小结 ♚ 谢谢观看 Thank you $