波長(zhǎng)頻率和波速教案

1、高二物理教案10-310.31 波長(zhǎng)、頻率和波速一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)：知道什么是波的波長(zhǎng)，能在波的圖象中求出波長(zhǎng)。 知道什么是波傳播的周期（頻率），理解周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的關(guān)系。 理解決定波的周期的因素，并知道其在波的傳播過(guò)程中的特點(diǎn)。 理解波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問(wèn)題。2、能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)應(yīng)用波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的關(guān)系分析解決實(shí)際問(wèn)題的方法。 二、教學(xué)重點(diǎn)：理解波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問(wèn)題。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示和多媒體輔助教學(xué)四、教 具：波動(dòng)演示儀、演示波的圖象

2、用的教學(xué)課件、計(jì)算機(jī)、大屏幕五、教學(xué)過(guò)程：（一）引入新課在物理中，一些物理現(xiàn)象、過(guò)程、規(guī)律等，都需要用物理量進(jìn)行描述。同樣，機(jī)械波及其傳播過(guò)程，也需要一些物理量進(jìn)行描述。在上一節(jié)我們認(rèn)識(shí)和理解波的圖象的基礎(chǔ)上，這節(jié)課，我們來(lái)學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個(gè)物理量，即波長(zhǎng)、頻率和波速【板書(shū)】第三節(jié) 波長(zhǎng)、頻率和波速（二）進(jìn)行新課【板書(shū)】一、波長(zhǎng)（）在教材中的圖10-5可以看出，由質(zhì)點(diǎn)1發(fā)出的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13，使質(zhì)點(diǎn)13開(kāi)始振動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1完成一次全振動(dòng)，因而這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全一致。也就是說(shuō)，至兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)中的任何時(shí)刻，對(duì)平衡位置的位移大小和方向總是相等的。我們就把這樣兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長(zhǎng)?！景?/p>

3、書(shū)】1、在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長(zhǎng)。對(duì)于波長(zhǎng)這個(gè)物理量，我們還需要結(jié)合波的圖象，進(jìn)一步加深理解?！景鍟?shū)】2、幾點(diǎn)說(shuō)明要理解“位移總相等”的含義。這里要求的是每時(shí)每刻都相等。如圖10-10所示，如E、F兩點(diǎn)在圖示的時(shí)刻位移是相等的，但過(guò)一段時(shí)間后，位移就不一定相等，所以E、F兩點(diǎn)的距離就不等于一個(gè)波長(zhǎng)。【板書(shū)】（1）“位移總相等” 的含義是“每時(shí)每刻都相等”。從波的圖象中不難看出，位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的?！景鍟?shū)】（2）位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的。在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。在縱波中，兩個(gè)相鄰密

4、部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也等于波長(zhǎng)。結(jié)合圖10-10，我們可以看到，相距/2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)總是相反的。進(jìn)而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的?！景鍟?shū)】（3）相距整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的。在波的傳播過(guò)程中，由于波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，而帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期與頻率，都與波源質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率相同。所以波的傳播是具有周期性的。因此，為了描述波的傳播過(guò)程，還需要引入物理量周期和頻率?！景鍟?shū)】二、周期（T）、頻率（f）波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）也就是波傳播的周期（頻率）?！景鍟?shū)

5、】1、波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。關(guān)于波的周期（或頻率）我們也需要理解幾個(gè)問(wèn)題?！景鍟?shū)】2、幾點(diǎn)說(shuō)明由于波的周期（或頻率）就是波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期（或頻率）,所以波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)?！景鍟?shū)】（1）、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)周期（或頻率）保持不變。由教材中圖10-5可以看到，波動(dòng)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離?！景鍟?shū)】（2）、每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。從波的圖象變化情況，我們可以看到，每經(jīng)歷一個(gè)周期，原來(lái)時(shí)刻的波形圖形狀不會(huì)發(fā)生改變，這正體現(xiàn)了波動(dòng)的周期性?！景鍟?shū)】（3）、每經(jīng)歷一個(gè)周期，原

6、有的波形圖不改變。波源質(zhì)點(diǎn)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在它的帶動(dòng)下，介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)先后從平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。這種狀態(tài)在介質(zhì)中就由近及遠(yuǎn)地向前傳播出去。由此我們看到，波的傳播是有一定速度的?！景鍟?shū)】三、波速（v）波速的含義和物體運(yùn)動(dòng)速度的含義是相同的。波速描述的是振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度?！景鍟?shū)】1、單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。即v=s/t對(duì)于物理量波速，我們也許要理解一些有關(guān)的問(wèn)題?！景鍟?shū)】2、幾點(diǎn)說(shuō)明。同一振動(dòng)在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，也就是說(shuō)，同一列波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。由此我們還可以想到，在同一均勻介質(zhì)中，同一列波的波速應(yīng)是不變的?！景鍟?shū)】（1）波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定

7、，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。（2）一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即s=vt.波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度有著完全不同的含義。前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值，后者的大小和方向都是隨時(shí)間改變的?！景鍟?shū)】（3）要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的含義。由波長(zhǎng)、周期、（或頻率）和波速的定義，我們可以看到三者有著一定的聯(lián)系?！景鍟?shū)】四、波長(zhǎng)、周期（或頻率）和波速的關(guān)系。在波動(dòng)中，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。由此我們可以找到、T（或f）和v三者之間的關(guān)系?！景鍟?shū)】1、v=/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、與f還應(yīng)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系?！景鍟?shū)】2、v=f由上式我們還可

8、以這樣理解波速這個(gè)物理量，波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積。這個(gè)關(guān)系雖然是從機(jī)械波得到的，但是它對(duì)于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對(duì)于式v=/T或 v=f，我們不但要理解，還要能應(yīng)用他們解決實(shí)際問(wèn)題。為了加深對(duì)以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上兩式分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，下面我們一起分析和研究一道習(xí)題。【例題】如圖10-11中的實(shí)線(xiàn)是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線(xiàn)。經(jīng)t=0.5s后，其波形如圖中虛線(xiàn)所示。設(shè)t2T（T為波的周期），（1）如果波是向右傳播，求波的周期和波速（2）如果波是向左傳播，求波的周期和波速分析：根據(jù)題意，由于t2T，所以經(jīng)過(guò)t=0.5s的時(shí)間，波傳播的距離不可能大于兩個(gè)波長(zhǎng)。

9、如果波是向右傳播，圖中的波峰1可能到達(dá)虛線(xiàn)的波峰3或波峰5。如果波是向左傳播，圖中的波峰1可能到達(dá)虛線(xiàn)的波峰2或波峰4。根據(jù)波在一個(gè)周期內(nèi)傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，就可以求出周期T，進(jìn)而可求出波速v.解：（1）如果波是向右傳播的，應(yīng)有t=（n+3/4）T (n=0,1)所以 T=4t/(3+4n) (n=0,1)由式 v=/T 得 當(dāng)n=0時(shí)，T1=2/3s,v1=36m/s當(dāng)n=1時(shí)，T2=2/7s,v2=84m/s此題還可以用其它方法求解，請(qǐng)同學(xué)們課后去討論、去思考。（三）作業(yè)1、復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，并思考教材中本節(jié)例題的分析與解答過(guò)程。2、思考教材練習(xí)二第（1）題。3、教材練習(xí)二（2）-（5）題。教學(xué)建議：1關(guān)于“波速”的教學(xué)，可以向?qū)W生講明，聲波在空氣中傳播速度最小，在液體中傳播速度較大，在固體中傳播速度最大。這不但可以幫助學(xué)生理解機(jī)械波的傳播速度是由介質(zhì)決定的，還可以為以后電磁波的教學(xué)打下基礎(chǔ)。2對(duì)于式v=/T或v=f，要使學(xué)生理解他們的物理意義。不能從純數(shù)學(xué)的觀點(diǎn)去分析，要講清楚決定