学年高中物理第二章机械波第3节波速与波长、频率的关系教案教科版选修3_4

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1、三、波速与波长、频率的关系教学目标1．知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波的波长2．知道什么是振幅3．知道什么是波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系4．理解决定波的周期(频率)的因素，并知道其在波传播过程中的特点5．理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题重点难点重点：1．知道在波的图象中求波长2．理解波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系3．学会用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题难点：用波长、频率和波速之间的关系求解波的多解问题设计思想波长、频率和波速是描述波的特征的物理

2、量，要让学生切实理解他们。在学生认识波长、频率和波速三者的关系后，可以加深对下节课波的图像的认识。本节课后，学生应能够从波的图像中获取相关信息，对有关问题进行讨论或计算，从而让学生进一步理解本章前三节的知识。教学资源《波速与波长、频率的关系》多媒体课件教学设计【课堂引入】在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述．同样的，机械波及其传播过程，同样需要一些物理量进行描述．在上一节的基础上，这节课，我们来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、振幅、频率和波速。【课堂学习】学习活动一：波长如课本图2-2-1，由质点1发出的振动传到质点13，使质点13开始振动时，质点1完成

3、一次全振动，因而这两个质点的振动步调完全一致．也就是说，这两个质点在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向总是相等的．我们就把这样两个质点之间的距离叫做波长．问题1：什么叫波的波长？在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长．对于波长这个物理量，我们还需要结合波的图象，进一步加深理解．几点说明：要理解“位移总是相等”的含义．这里要求的是每时每刻都相等．如图所示．如EF两点在图示的时刻位移是相等的，但过一段时间后，位移就不一定相等，所以E、F两点间距离不等于一个波长．(1)“位移总是相等”的含义是“时时刻刻都相等”．从图象中不难看出，位移总是相等的两个

4、质点，其速度也总是相等的．(2)位移总是相等的两个质点，速度也总是相等的．在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长．(3)A、B两点间与C、D两点间距离都为一个波长．结合上图，我们可以看到，相距λ/2的两质点振动总是相反的．进而可以总结出这样的结论：相距λ整数倍的两质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍的两质点振动步调总是相反的(4)相距λ/2两质点振动步调总是相反的．(5)相距λ整数倍两质点振动步调总是相同的；相距λ/2奇数倍两质点振动步调总是相反的．学习活动二：振幅问题2：什么叫波的振幅？各质点离开平衡位置的

5、最大距离。振幅越大，振动的能量就越大，波传播的能量也就越大。在波的传播过程中，由于波源质点的振动，而带动相邻的质点依次振动，各个质点振动的周期与频率，都与波源质点的相同，所以波的传播是具有周期性的．因此，为了描述波的传播过程，还需要引入物理量——周期和频率．学习活动三：频率问题3：什么是波的周期(或频率)？波源质点振动的周期(或频率)就是波的周期(或频率)几点说明：由于波的周期(或频率)就是波源质点振动的周期(或频率)，所以波的周期(或频率)应由波源决定，与传播波的介质无关．(1)同一种波在不同介质中传播时周期(或频率)保持不变．由教材中图2-2-1可以看到，波动每经过一个周期的时间

6、，波就沿传播方向传播一个波长距离(2)每经历一个周期，波就沿传播方向传播一个波长的距离．从波的图象变化情况，我们可以看到，每经历一个周期，原来时刻的波形图形状不会发生改变，这正体现了波动的周期性．(3)每经历一个周期，原有的波形图不改变．波源质点做简谐振动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平衡位置开始做简谐运动．这种振动状态在介质中就由近及远地向前传播出去．由此我们看到，波的传播是有一定速度的．学习活动四：波速问题4：什么叫波速？波速的含义和物体运动速度的含义是相同的．波速描述的是振动在介质中传播的快慢程度．单位时间内振动所传播的距离叫做波速．即v＝s/t．几点说明：同一振动在

7、不同介质中传播的快慢程度是不同的，也就是说，同一列波在不同介质中传播的速度不同．由此我们还可以想到，在同一种均匀介质中，同一列波的速度应是不变的．(1)波速的大小由介质的的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同．(2)一列波在同种均匀介质中是匀速传播的，即s＝vt．波速和质点振动的速度有着完全不相同的含义．前者在同种均匀介质中具有某一定值，后者的大小和方向都是随时间改变的．(3)要区分波速与质点振动速度的含义．学习活动五：波长、周期(或频率)和波速的关