2017-2018学年人教版选修3-4 波长、频率和波速 第1课时 教案
2017-2018学年人教版选修3-4    波长、频率和波速  第1课时   教案第3页

线和虚线所示.

图12-3-2

(1)设周期大于(t2-t1),求波速;

(2)设周期小于(t2-t1),并且波速为6 000 m/s.求波的传播方向.

解析 当波传播时间小于周期时,波沿传播方向前进的距离小于一个波长;当波传播的时间大于周期时,波沿传播方向前进的距离大于波长.这时从波形的变化上看出的传播距离加上n个波长才是波实际传播的距离.

(1)因Δt=t2-t1<T,所以波传播的距离可以直接由图读出.

若波向右传播,则在0.005 s内传播了2 m,故波速为v==400 m/s.

若波向左传播,则在0.005 s内传播了6 m,故波速为v==1 200 m/s.

(2)因Δt=t2-t1>T,所以波传播的距离大于一个波长,在0.005 s内传播的距离为Δx=vΔt=6 000×0.005 m=30 m,==3,即Δx=3λ+λ.

因此,可得波的传播方向沿x轴的负方向.

答案 (1)波向右传播时,v=400 m/s;波向左传播时,v=1 200 m/s (2)x轴负方向

借题发挥 解决周期性及双向性带来的多解问题的一般思路如下:

(1)首先考虑传播方向的双向性,如果题目未说明波的传播方向或没有其他条件暗示,应首先按波传播的可能性进行讨论.

(2)对设定的传播方向,确定Δt和T的关系,一般先确定最简单的情况,即一个周期内的情况,然后在此基础上加nT.

(3)应注意题目是否有限制条件,如有的题目限制波的传播方向,或限制时间Δt大于或小于一个周期等.所以解题时应综合考虑,加强多解意识,认真分析题意.

(4)空间的周期性和时间的周期性是一致的,实质上是波形平移规律的应用,所以解题时我们可以针对不同题目选择其中一种方法求解.

【例2】 如图

图12-3-3

12-3-3所示,一列简谐波沿一直线向左传播,当直线上某质点a向上运动到达最大位移时,a点右方相距0.15 m的b点刚好向下运动到最大位移处,则这列波的波长可能是(  )

A.0.6 m B.0.3 m

C.0.2 m D.0.1 m

解析 由题意可知,a、b两点的振动方向始终相反,a、b间的距离为半波长的奇数倍,即:xab=(2n+1)(n=0,1,2,...),解得:λ== m(n=0,1,2,...),当n=