高二物理人教版選修3-4第十二章第三節(jié)《波長(zhǎng)、頻率和波速》教學(xué)設(shè)計(jì)2

摘要：《波長(zhǎng)、頻率和波速》主要講述了波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系。關(guān)鍵字：高二物理人教版選修3-4第十二章第三節(jié)《波長(zhǎng)、頻率和波速》教學(xué)設(shè)計(jì)第三節(jié)：波長(zhǎng)、頻率和波速教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1、掌握波長(zhǎng)、頻率、波速的物理意義；

2、能在機(jī)械波的圖象中識(shí)別波長(zhǎng)；

3、掌握波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題；（二）能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生閱讀材料、識(shí)別圖象、鉆研問題的能力．教學(xué)重點(diǎn):波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn):波長(zhǎng)、頻率和波速之間的關(guān)系教學(xué)方法:討論法教學(xué)用具:橫波演示器、計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)步驟一、引入新課教師用計(jì)算機(jī)幻燈（PPT）展示簡(jiǎn)諧橫波的圖象，如圖所示：教師提問：=0、=、=、=、=、=、=這些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向如何？請(qǐng)學(xué)生回答。學(xué)生回答：=0向下振動(dòng)；=速度等于0；=向上振動(dòng)；=速度等于0；=向下振動(dòng)；=速度等于0；=向上振動(dòng)教師提問：在這些質(zhì)點(diǎn)中振動(dòng)相同的是哪些點(diǎn)？學(xué)生回答：=0=向下振動(dòng)、==向上振動(dòng)、===速度等于0。教師提問：在以上三組相同中又有什么不同呢？學(xué)生回答：前兩組的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是完全相同，后一組有不同的。教師提問：振動(dòng)完全相同指什么？學(xué)生回答：指：質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度都相同。教師提問：相鄰的振動(dòng)完全相同的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離都相等嗎？請(qǐng)學(xué)生討論。教師可在教室里指導(dǎo)個(gè)別學(xué)生，并與學(xué)生討論學(xué)生提出的問題。教師總結(jié)：這就是波長(zhǎng)，用表示，單位是米教師板書：一、波長(zhǎng)：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，叫波長(zhǎng)1、單位：米2、符號(hào)表示：教師提問：設(shè)波源的振動(dòng)頻率（周期）是，則波傳播的頻率和周期是多少？學(xué)生回答：也是教師提問：為什么？請(qǐng)學(xué)生討論教師總結(jié)：因?yàn)槊總€(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動(dòng)，所以每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率或周期也是。教師用橫波演示器給學(xué)生講解：經(jīng)過一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)；經(jīng)過半個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播的距離等于半個(gè)波長(zhǎng)；經(jīng)過四分之一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)的四分之一。教師板書：二、總結(jié)出波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系：三、應(yīng)用例題：如圖中的實(shí)線是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形曲線.經(jīng)后，其波形如圖中虛線所示．設(shè)該波的周期大于．

（1）如果波是向左傳播的，波速是多大?波的周期是多大?（2）如果波是向右傳播的，波速是多大?波的周期是多大?分析：根據(jù)題意，這列波的周期大于，所以經(jīng)過的時(shí)間，這列波傳播的距離不可能大于一個(gè)波長(zhǎng).當(dāng)波向左傳播時(shí)，圖中的波峰1只能到達(dá)波峰2，而不可能向左到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.當(dāng)波向右傳播時(shí)，圖中的波峰1只能到達(dá)波峰3，而不可能向右到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.已知傳播的時(shí)間為＝，由圖可以知道波的傳播距離，由公式就可以求出波速.由圖可以知道波長(zhǎng)，由公式就可以求出周期．解：1、如果波是向左傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向左移動(dòng)了6cm(個(gè)波長(zhǎng))，由此可求出波速為＝0.12m/s波的周期為：2、如果波是向右傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向右移動(dòng)了18cm(個(gè)波長(zhǎng))，由此可求出波速為

=0.36m/s波的周期為：波動(dòng)問題的多解性：波在傳播過程中由于時(shí)間上的周期性、空間上的周期性、及傳播方向的雙向性是導(dǎo)致波動(dòng)問題的多解性的原因，若加限定條件，可使無限解轉(zhuǎn)化為有限解或唯一解，具體表現(xiàn)在：⒈波的傳播方向不確定必有兩種可能解⒉波形變化時(shí)間與周期關(guān)系不確定必有系列解⒊波形移動(dòng)距離與波長(zhǎng)關(guān)系不確定必有系列解例:一列波在t1時(shí)刻的波形圖如圖中的實(shí)線所示，t2時(shí)刻的波形圖如圖中的虛線所示，已知Δt=t2-t1=,求①這列波可能的波速？②若波速為68m/sy/cmy/cm5o2468101214x/cm-5①向右：V=4(4n+1)，向左：V=4(4n+3)②向左例:如圖，一根張緊的水平繩上有相距14m的a、b兩點(diǎn)，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方，當(dāng)一列簡(jiǎn)諧波沿此繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)處于波峰位置時(shí)，b點(diǎn)恰處于平衡位置，且向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過秒后，a位于平衡位置，且向下運(yùn)動(dòng)，而bab同步訓(xùn)練1．由原點(diǎn)O處的波源發(fā)生的一列簡(jiǎn)諧波沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻的波形曲線如圖10－25所示，已知這列波的質(zhì)點(diǎn)P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時(shí)間間隔為，則（）這列波的波長(zhǎng)為5cm這列波的傳播速度為10m/s當(dāng)t=時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好到達(dá)波谷2．如圖10－26所示為一簡(jiǎn)諧波在t1=0時(shí)刻的波的圖象，波的傳播速度v=2m/s，質(zhì)點(diǎn)M在平衡位置上，求從t1=0到t2=這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程和位移各多大？3．如圖10－27所示，A、B一列簡(jiǎn)諧橫波中的兩點(diǎn)，某時(shí)刻，A正處于正向最大位移處，另一點(diǎn)B恰好通過平衡位置向-y方向振動(dòng)。已知A、B的橫坐標(biāo)分別為xA=0,xB=70m，并且波長(zhǎng)λ符合不等式：20m<λ<80m,求波長(zhǎng)λ.四、布置作業(yè)：典型例題典型例題1——關(guān)于波長(zhǎng)的求解繩上有一簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，當(dāng)繩上某一質(zhì)點(diǎn)A向上運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí)，在其右方相距0.30m的質(zhì)點(diǎn)B剛好向下運(yùn)動(dòng)到最大位移.已知波長(zhǎng)大于0.15m，則該波的波長(zhǎng)等于多少？解：由得：

（=0，1，2，3……）當(dāng)=0時(shí)，=（m）當(dāng)=1時(shí)，=（m）當(dāng)=3時(shí)，=（m）因?yàn)榇笥?.5m，故該波波長(zhǎng)可能為0.6m或0.2m.典型例題2——關(guān)于波形的變化如圖是一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形，已知點(diǎn)此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向如何？并畫出前的波形．解：質(zhì)點(diǎn)A向下運(yùn)動(dòng)，由波