第三节:波长、频率和波速
教学目标
(一)知识与技能
1、掌握波长、频率、波速的物理意义;
2、能在机械波的图象中识别波长;
3、掌握波长、频率和波速之间的关系,并会应用这一关系进行计算和分析问题;
(二)过程与方法:
1.通过分析各个质点依次振动的过程,根据波形成的实质,理解和掌握波长、频率和波速。
2.从理解决定波的周期(或频率)的因素入手,理解和认识波在传播过程中的特点。
(三)情况态度与价值观:
通过对波的时间和空间周期性的学习,充分认识空间和时间,深刻理解周期性运动。
教学重点:波长、频率和波速之间的关系
教学难点: 对于波长概念的理解
教学方法:讨论法、观察实验法
教学用具:横波演示器、计算机多媒体
教学过程
课堂引入
教师用计算机幻灯(PPT)展示简谐横波的图象,如图所示:
教师提问: =0、 =0.1、 =0.2、 =0.3、 =0.4、 =0.5、 =0.6这些质点的振动方向如何?请学生回答。
学生回答:
=0向下振动; =0.1速度等于0; =0.2向上振动; =0.3速度等于0; =0.4向下振动; =0.5速度等于0; =0.6向上振动
教师提问:在这些质点中振动相同的是哪些点?
学生回答: =0 =0.4向下振动、 =0.2 =0.6向上振动、 =0.1 =0.3 =0.5速度等于0。
教师提问:在以上三组相同中又有什么不同呢?
学生回答:前两组的质点的振动是完全相同,后一组有不同的。
教师提问:振动完全相同指什么?
学生回答:指:质点的位移、回复力、加速度、速度都相同。
教师提问:相邻的振动完全相同的质点间的水平距离都相等吗?请学生讨论。
教师可在教室里指导个别学生,并与学生讨论学生提出的问题。
教师总结:这就是波长,用 表示,单位是米
新课教学:
一、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,叫波长
1、单位:米
2、符号表示:
教师提问:设波源的振动频率(周期)是 ,则波传播的频率和周期是多少?
学生回答:也是
教师提问:为什么?
请学生讨论
教师总结:因为每个质点都在做受迫振动,所以每个质点的振动频率或周期也是 。教师用横波演示器给学生讲解:经过一个周期 ,振动在介质中的传播的距离等于一个波长 ;经过半个周期,振动在介质中的传播的距离等于半个波长;经过四分之一个周期,振动在介质中的传播的距离等于一个波长的四分之一。
二、波长、频率和波速的关系:
三、知识应用
1.波长频率和波速关系的基本应用
例题1.已知空气中的声速为332m/s,水中的声速为1450m/s,某乐律C调"la"的频率为f=440Hz,试求这个乐音在空气中的波长和在水中的波长。
2.由波动图象求波和周期
例题:如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线.经0.5s后,其波形如图中虚线所示.设该波的周期 大于0.5s.