波長頻率和波速2

1、三、波長、頻率和波速·教案 教學(xué)目的1知道什么是波的波長，能在波的圖象中求出波的波長2知道什么是波傳播的周期(頻率)，理解周期(頻率)與質(zhì)點振動周期(頻率)的關(guān)系3理解決定波的周期(頻率)的因素，并知道其在波傳播過程中的特點4理解波長、周期(頻率)和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會應(yīng)用這一關(guān)系進行計算和分析實際問題教具波動演示儀、演示波的圖象用的教學(xué)微機軟件教學(xué)過程引入新課在物理中，一些物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律等，都需要用物理量進行描述同樣的，機械波及其傳播過程，同樣需要一些物理量進行描述在上一節(jié)我們認(rèn)識和理解波的圖象的基礎(chǔ)上，這節(jié)課，我們來學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率

2、和波速進行新課【板書】 第三節(jié) 波長、頻率和波速一、波長()在教材中的圖105可以看出，由質(zhì)點1發(fā)出的振動傳到質(zhì)點13，使質(zhì)點13開始振動時，質(zhì)點1完成一次全振動，因而這兩個質(zhì)點的振動步調(diào)完全一致也就是說，這兩個質(zhì)點在振動中的任何時刻，對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質(zhì)點之間的距離叫做波長【板書】 1什么叫波的波長？在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫做波的波長對于波長這個物理量，我們還需要結(jié)合波的圖象，進一步加深理解【板書】 2幾點說明要理解“位移總是相等”的含義這里要求的是每時每刻都相等如圖1010所示如 E F兩點在圖示的時刻位移是相等的，但過

3、一段時間后，位移就不一定相等，所以E、F兩點間距離不等于一個波長【板書】 (1)“位移總是相等”的的含義是“時時刻刻都相等”從波的圖象中不難看出，位移總是相等的兩個質(zhì)點，其速度也總是相等的【板書】 (2)位移總是相等的兩個質(zhì)點，速度也總是相等的在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長【板書】 (3)A、B兩點間與C、D兩點間距離都為一個波長結(jié)合圖1010，我們可以看到，相距/2的兩質(zhì)點振動總是相反的進而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距整數(shù)倍的兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍的兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的【板書】 (4)相距/2兩

4、質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的(5)相距整數(shù)倍兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的在波的傳播過程中，由于波源質(zhì)點的振動，而帶動相鄰的質(zhì)點依次振動，各個質(zhì)點振動的周期與頻率，都與波源質(zhì)點的相同，所以波的傳播是具有周期性的因此，為了描述波的傳播過程，還需要引入物理量周期和頻率【板書】 二、周期(T)、頻率(f)波源質(zhì)點振動的周期(或頻率)也就是波傳播的周期(或頻率)【板書】 1什么是波的周期(或頻率)？波源質(zhì)點振動的周期(或頻率)就是波的周期(或頻率)對于波的周期(或頻率)我們也需要理解幾個問題【板書】 2幾點說明由于波的周期(或頻率)就是波源質(zhì)點振動的周期(或頻率)，所以波的

5、周期(或頻率)應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)【板書】 (1)同一種波在不同介質(zhì)中傳播時周期(或頻率)保持不變由教材中圖105可以看到，波動每經(jīng)過一個周期的時間，波就沿傳播方向傳播一個波長距離【板書】 (2)每經(jīng)歷一個周期，波就沿傳播方向傳播一個波長的距離從波的圖象變化情況，我們可以看到，每經(jīng)歷一個周期，原來時刻的波形圖形狀不會發(fā)生改變，這正體現(xiàn)了波動的周期性【板書】 (3)每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變波源質(zhì)點做簡諧振動時，在它的帶動下，介質(zhì)中的各個質(zhì)點先后從平衡位置開始做簡諧運動這種振動狀態(tài)在介質(zhì)中就由近及遠地向前傳播出去由此我們看到，波的傳播是有一定速度的【板書】 三、波速(v)1什

6、么叫波速？波速的含義和物體運動速度的含義是相同的波速描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度【板書】 單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速即vs/t對于物理量波速，我們也需要理解一些有關(guān)的問題【板書】 幾點說明同一振動在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，也就是說，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，在同一種均勻介質(zhì)中，同一列波的速度應(yīng)是不變的【板書】 (1)波速的大小由介質(zhì)的的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同(2)一列波在同種均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即svt波速和質(zhì)點振動的速度有著完全不相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間改變的【板書】 (

7、3)要區(qū)分波速與質(zhì)點振動速度的含義由波長、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【板書】 四、波長、周期(或頻率)和波速的關(guān)系在波動中，每經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長由此我們可以找到、T(或f)和v三者的關(guān)系【板書】 1v/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)(即f1/T)，所以v、與f還應(yīng)有如下的關(guān)系【板書】 2vf由上式我們還可以這樣理解波速這個物理量，波速等于波長和頻率的乘積這個關(guān)系雖然是從機械波得到的，但是它對于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的對于式v/T 或vf，我們不但要理解，還要能應(yīng)用它們解決實際的問題為了加深對以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上

8、兩式分析問題和解決問題的能力，下面我們一起分析和研究一道習(xí)題【例題】如圖1011中的實線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線經(jīng)后，其波形如圖中虛線所示設(shè)t2T(T為波的周期)(1)如果波是向右傳播的，求波的周期和波速(2)如果波是向左傳播的，求波的周期和波速分析：根據(jù)題意，由于t2T，所以經(jīng)過0.5s的時間，波傳播的距離不可能大于兩個波長如果波向右傳播，圖中的波峰1可能到達虛線的波峰3或波峰5如果波向左傳播，圖中的波峰1可能到達虛線的波峰2或波峰4根據(jù)波在一個周期內(nèi)要傳播一個波長的距離，就可以求出周期T，進而可求出波速v解：(1)如果波是向右傳播的，應(yīng)有T4t/(34n)(n0.1)由式v/T可得

9、當(dāng) n0時：T12/3s v136m/s當(dāng) n1時：T22/7s v284m/s此題還可以用其它方法求解，請同學(xué)們課下去討論、去思考鞏固練習(xí)：1當(dāng)波從一種介質(zhì)進人另一種介質(zhì)時，保持不變的物理量是： A波長B波速C頻率D周期2在波的傳播過程中，下列說法正確的是： A每個質(zhì)點的振動頻率都等于波源頻率B振動情況完全相同的質(zhì)點間的距離一定等于一個波長C振動情況完全相同的相鄰兩質(zhì)點間的距離一定等于一個波長D振動步調(diào)相反的質(zhì)點間的距離一定為半波長的奇數(shù)倍3如圖1012為某一簡諧波的波形圖，傳播方向向右已知波形曲線在5s內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)10次，則波長為_，波速為周期為_頻率為_作業(yè)1復(fù)習(xí)本節(jié)課課文內(nèi)容，并思考教材

10、中本節(jié)例題的分析與解的過程2思考教材練習(xí)二 第(1)題3教材練習(xí)二 第(2)(5)題參考題1如圖 1013所示是一列橫波在 t0時刻的波形圖象，波沿 x軸正方向傳播，已知波速 v32 m/s，試求：(1)波長，(2)周期(3)畫出從t0時刻起半個周期后A、B、C、D各質(zhì)點的振動方向 2有一列簡諧波，在某時刻的波形曲線如圖1014所示經(jīng)過0.1s(小于3個周期大于2個周期)變成圖中虛線，如果波向X軸正方向傳播，求該波的波長，波速v、頻率f各為多少？3如圖1015為一波源O點在介質(zhì)中振動3s激起的波，那么P點開始起振還需的時間是多少？從圖示時刻起P點第二次到達波谷的時間是多少？4一列橫波在x軸上傳

11、播著，在t10，t20.005s時的波形曲線如圖 1016中的實線、虛線所示由圖中讀出波的振幅和波長(1)設(shè)周期大于(t2t1)，(2)如果波向右傳播，波速多大？(3)如果波向左傳播，波速又是多大？(4)設(shè)周期小于(t2t1)并且波速為 6000m/s，求波的傳播方向5一列沿x軸正向傳播的簡諧波，在x110cm和x2110cm處的兩質(zhì)點A、B的振動圖象如圖 1017實線、虛線所示，則質(zhì)點的振動周期是多少？這列簡諧波的長是多少？說明1本課各圖中的波的圖象，可以用微機模擬演示，也可制成幻燈片由投影儀來演示2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是最小的，在液體、固體中傳播速度較大，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)3對于式v/T 或vf，要使學(xué)生理解它們的物