高中物理人教版 (新课标)选修33 波长、频率和波速教案设计

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高二年级物理学科预习探究案【课题】波长、频率和波速教学目标：（一）知识与技能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）过程与方法 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）情感、态度与价值观  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：理解波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系。教学难点：学会用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。 （一）引入新课在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述。同样，机械波及其传播过程，也需要一些物理量进行描述。在上一节我们认识和理解波的图象的基础上，这节课，我们来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、频率和波速。1、波长如图所示，为某时刻一列简谐横波的的波形图：（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？［学生解答］（1）ah、hm、cj、gl、bi间的距离为一个波长。（2）am间不是一个波长，因为它们虽然对平衡位置的位移总是相等，但它们在位置上不相邻。（3）bd间也不是一个波长，因为它们的位移并不“总是相等”。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。2、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？（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、波速教师：振动在介质中传播的速度，叫做波速。上式既适用于机械波，也适用于以后要学习的电磁波、光波 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。4、关于波长、频率和波速之间关系的应用如图所示，实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线，经0.5 s后，其波形如图中虚线所示，设该波的周期T大于0.5 s，则：a：如果波是向左传播的，波速是多大？波的周期是多大？b：如果波是向右传播的，波速是多大？波的周期又是多大？解：a：如果波是向左传播的，从图可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向左移动了个波长，又因为λ=24 cm.∴ =6 cm=0.06本节所学的波长、频率和波速是描述波的特性的三个物理量。1、波长指的是两个相邻的，在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。在波的传播方向上振动步调完全一致的点的重复出现，反映了波在空间上的周期性。2、波速指的是振动在介质中传播的速度，波在同种均匀介质中是匀速传播的，波的传播速度决定于介质本身的性质。∴又b：如果波是向右传播的，从图可以看出：虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移动了个波长。  3、一列波在传播时，介质中各质点都以相同的频率（或周期）振动着，这个频率（或周期）也叫波的频率（或周期）。介质中各质点振动的周期和频率是由波源决定的，与波源振动的频率相同，与传播的介质无关。4、波长、频率和波速间的关系v=或v=λf，反映了波的传播规律，且这一关系具有普遍意义，对于任何波（包括电磁波、光波）都适用。（四）布置作业完成“问题与练习”中的题目。