粤教版高中物理选择性必修第一册第三章机械波第二节机械波的描述课件（52页PPT）+学案（有解析）

第二节　机械波的描述 学 习 目 标 思 维 导 图 1.能通过建立直角坐标系建模的方法画出波的图像来描述横波． 2.通过观察、分析波的图像，理解波峰、波谷等概念． 3.理解波速、波长和频率的关系，能用波长、波速和频率等概念解释波的传播问题． 知识点一　描述机械波的物理量 【情境导学】 (1)波的传播速度取决于什么？不同频率的同种横波在同一种介质中的传播速度是否相同？ (2)当波从一种介质进入另一种介质时，波长、频率和波速哪个物理量保持不变？ 【知识梳理】 1．横波的波峰和波谷：从横波的图像中可以看到，在波的传播方向上达到正向_____的质点和达到反向_____的质点交替出现．前者所在处叫作波峰，后者所在处叫作波谷． 2．描述机械波的物理量 (1)波长：在波动中，对平衡位置的位移总是_____的两个相邻质点之间的距离，叫作波长．波长通常用λ表示． (2)周期(或频率)：等于波源的振动周期(或频率)． (3)波速：_____(以波峰或者波谷作为标志)在介质中的传播速度叫作波速． (4)公式：v＝＝_____． 状元随笔　介质中各质点的振动是一种变加速运动，但波的传播是匀速的． 【重难突破】 1．频率、波长和波速间的定量关系及决定因素 (1)定量关系是v＝λf. (2)频率、波长、波速的决定因素 尽管频率(或周期)与波速可由上面公式计算，但不能认为频率(或周期)由波长、波速决定；也不能认为波速由频率(或周期)、波长决定．因为它们都是确定的，其中波的频率(或周期)取决于波源的频率(或周期)．而波速由介质的性质决定(一般说来，固体中波速较大，液体中次之，气体中波速最小)，不同频率的同类机械波在相同介质中传播速度相等，在不同介质中传播速度会不同． 注意：①同频率的横波和纵波在相同介质中传播速度不相同． ②由公式可知：只要f、v其中一个发生变化，λ必然发生变化，而保持v＝λf的关系，故波长由波源和介质共同决定． ③如波从一种介质进入另一种介质中传播时，频率(或周期)不变，都等于波源的振动频率，但波速和波长要发生变化． 2．波速与质点振动速度的区别 波速由介质的性质决定，与波的频率、质点的振幅无关，在同一种均匀介质中波速为一定值；波速与质点的振动速度是两码事，波速是振动形式匀速传播出去的速度，方向与波传播方向相同，质点的振动速度是质点在平衡位置附近振动时的速度，大小、方向均随时间改变． 波的传播过程就是振动状态的传播过程．根据Δx＝v·Δt便可求出某一振动状态传到空间某一位置所经历的时间．也可求出经Δt时间，波向前传播的距离(在波速v已知的情况下)． 例1 (多选)关于波长，下列说法正确的是(　　) A．在一个周期内振动在介质中传播的距离等于波长 B．在一个周期内某个质点所走过的路程等于波长 C．在波的传播方向上位移始终相同的相邻两质点间的距离等于波长 D．在波的传播方向上振动速度始终相同的相邻两质点间的距离等于波长 【变式训练1】　超声波在人体不同介质中的传播速度：肝脏和血液中为1 570 m/s、脂肪中为1 476 m/s、颅骨中为3 360 m/s.超声诊断时将人体软组织中平均声速规定为1 540 m/s.一列超声波从脂肪中进入血液中，下列说法正确的是(　　) A．超声波的频率将变大 B．超声波的频率将变小 C．超声波的波长将变短 D．超声波的波长将变长 知识点二　波的图像 【情境导学】 如图所示是横波的演示仪，左图中各质点处在平衡位置，右图是机械波向右传播时某时刻各质点的位置．在右图中，若以第一个质点所在平衡位置为坐标原点、以各质点所在的平衡位置为x轴，并取向右为正方向，质点振动的方向为y轴，并取向上为正方向，建立坐标系，并把各质点用平滑的曲线连接起来，这就是波的图像．试画出这个图像，并说明某个质点的横、纵坐标及整条图线表示的意义． 【知识梳理】 ... ...