高中物理人教版 (新课标)选修33 波长、频率和波速教案
展开波长 频率和波速
教学目标
一、知识目标
1.理解波长、频率和波速的物理意义.
2.理解波长、频率和波速之间的关系.
二、能力目标
1.能够在波的图象中找到波长.
2.学会运用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题.
三、德育目标
通过对波的多解性问题的讨论，使学生知道解决问题时要全面分析.
教学重点
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.
教学难点
用波长、频率和波速之间的关系求解波的多解问题.
教学方法
实验、讨论、讲解、练习、电教法.
教学过程
首先出示本节课的学习目标：
1.知道波长、频率的含义.
2.知道如何由质点的振动情况，波的传播情况确定波长.
3.掌握波长、频率和波速的关系式，并能应用解答有关问题.
4.知道波速由介质本身决定.
一、引入
1.出示思考题：
①什么叫质点振动的周期？
②什么是质点振动的频率？
③机械波形成时，波源处质点的振动为什么会引起后边的质点振动？
二、新课教学
(一)波长：
展示下列过程：
注意：在制作时，把1和13做成相同颜色的，例如红色，把7做成另一种颜色的，为了能够使学生正确理解波长的概念，制作时，可多展示一些质点，例如可展示到形成二个或三个完整波形的所有质点.
下边我们以形成两个完整波形的质点进行说明：
1.分别观察质点1的起振方向如何？
2.当质点1振动T, ,T,T,T,T,T,2T时，质点1的振动形式传到了哪些质点？
3.仔细观察质点1和质点13、质点25的振动状态(包括速度的方向及位移)，有什么关系？
学生观察后，讨论总结，得到：
1.中质点1的起振方向向上；
2.经过T，质点的振动形式传到了质点4，经传到了质点7，经T传到了质点10，经T传到了质点13；
3.质点1、13、25的速度方向及相对各自平衡位置的位移总是相等的.
［教师讲解］
在波的传播过程中，有一些质点，在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向都是相等的.
［板书］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，叫做波长.
通常用λ来表示波长.
如图所示：
1.ah、hm、cj、gl、bi间的距离为多大？
2.am间距离是一个波长吗？
3.bd间距离是一个波长吗？
［师生总结］
1.相距一个(或整数)个波长的质点的振动位移有什么关系？它们的振动速度的大小和方向有什么关系？
→相距一个(或整数个)波长的两个质点的振动位移在任何时刻都相等，而且振动速度的大小和方向也相同，也就是说：相距一个(或整数个)波长的两个质点在任何时刻振动状态都相同.
2.对于横波，相邻的波峰与波峰或波谷与波谷之间的距离和波长之间有什么关系.
→对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于波长.
3.对于纵波，相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离与波长之间有什么关系.
→对于纵波，相邻的两个密部中央或相邻的两个疏部中央之间的距离等于一个波长.
［关于波长的强化训练］
下图所示是一列简谐波在某一时刻的波形图象，下列说法中正确的是
A.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同的
B.质点B、F在振动过程中位移总是相等的
C.质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长
D.质点A、I在振动过程中位移总是相同的，它们的平衡位置间的距离是一个波长.
(二)频率
在波动中，各个质点的周期和频率有什么关系？与波源的周期和频率有什么关系？
在课本图10—5中，质点1产生的振动，经过多长时间传到质点13？
质点1与质点13之间的距离与波长有什么关系？
［推理归纳］
由上述思考题，我们可以得到：
1.波的周期和频率也就是波源的周期和频率、波源做一次全振动，在介质中正好形成一个完整的波形，所以波的频率反映了每秒内形成完全波的个数.
2.在一个周期的时间内，振动在介质中传播一个波长.
3.在n个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于n个波长.
［分析］
由于在n个周期的时间内， 振动在介质内传播的距离等于n个波长.
所以波的传播速度为:.
(三)波速
1.教师：振动在介质中传播的速度，叫做波速.
2.总结波速的求解公式：
3.阅读课文，回答下列问题：
①波的频率与什么有关？
②波速与什么有关？
③波速与质点的振动速度有什么不同？
4.学生讨论后，回答，教师总结：
①波的频率仅由波源决定，与介质无关.
②波速仅由介质性质决定，与波的频率、质点的振幅无关.
③波速与质点振动速度的区别.
波速是振动形式匀速传播出去的速度，始终沿着波的传播方向，在同一介质中大小保持不变；质点振动速度是质点在平衡位置附近做振动的速度，大小、方向均随时间改变.
三、小结
四、作业
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