波长、频率和波速

教学 目标

知识目标
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；

能力目标
培养学生阅读材料、识别图象、钻研问题的能力．

教学 建议

本节的重点是理解波长的含义及公式 的含义；要求对公式 能灵活应用，学习中要理解波的传播速度的特点，掌握波速、频率、波长各由什么因素决定，减少理解概念出错的机会。为了很好的理解波速、频率、波长各由什么因素决定，解释如下：

波的传播速度 ，其中 、 、 三个量相互关联；从公式上看，似乎任意一个量改变都会影响其他两个量；不少的初学者都会产生这样的认识，其实不然，那么都是受谁决定的呢？

（1）周期和频率：只取决于波源，而与 、 无关；

（2）波速决定于介质的物理性质，它与 、 无直接关系。

（3）波长 ，则决定于 和 ，只要 和 其中一个发生变化，其 值必然发生变化，而保持 的关系.

波长、频率和波速的 教学 设计示例

教学 重点：波长、频率和波速之间的关系

教学 难点：波长、频率和波速之间的关系

教学 方法：讨论法

教学 用具：横波演示器、计算机多媒体

教学 过程 ：

一、引入新课

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

教师 板书 ：

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。

教师 板书 ：

二、总结出波长、频率和波速的关系：

三、应用

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．

（1）如果波是向左传播的，波速是多大?波的周期是多大?

（2）如果波是向右传播的，波速是多大?波的周期是多大?

分析：根据题意，这列波的周期大于0.5s，所以经过0.5s的时间，这列波传播的距离不可能大于一个波长 .当波向左传播时，图中的波峰1只能到达波峰2，而不可能向左到达更远的波峰.当波向右传播时，图中的波峰1只能到达波峰3，而不可能向右到达更远的波峰.已知传播的时间为 ＝0.5s，由图可以知道波的传播距离 ，由公式 就可以求出波速 .由图可以知道波长 ，由公式 就可以求出周期 ．

解：

1、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6cm( 个波长)，由此可求出波速为

＝0.12m/s

波的周期为：

2.00s

2、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18 cm( 个波长)，由此可求出波速为

=0.36m/s

波的周期为：

0.67s

四、布置作业：

探究活动

测量声音在空气、水、钢铁中的速度