高二物理選修34 12.3波長、頻率和波速 教學(xué)案

1、.人教版高二物理選修3-4 波長、頻率和波速 教學(xué)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(jìn)展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(jī)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(jìn)展描繪同樣的，機(jī)械涉及其傳播過程，同樣需要一些物理量進(jìn)展描繪在上一節(jié)我們認(rèn)識和理解波的圖象的根底上，這節(jié)課，我們來學(xué)習(xí)和研究描繪波的幾個物理量，即波長、頻率和波速

2、進(jìn)展新課【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開場振動時，質(zhì)點1完成一次全振動，因此這兩個質(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)點之間的間隔 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)點間的間隔 ，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(jìn)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，但過一段時間

3、后，位移就不一定相等，所以E、F兩點間間隔 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間隔 等于波長在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的間隔 等于波長【板書】 3A、B兩點間與C、D兩點間間隔 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(jìn)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)總是一樣的；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/2兩質(zhì)點振動步調(diào)總是相反

4、的5相距整數(shù)倍兩質(zhì)點振動步調(diào)總是一樣的；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)點的一樣，所以波的傳播是具有周期性的因此，為了描繪波的傳播過程，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

5、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間隔 【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間隔 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，這正表達(dá)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場做簡諧運(yùn)動這種振動狀態(tài)在介質(zhì)中就由近及遠(yuǎn)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v1什么叫波速？波速的含義和物體運(yùn)動速度的含義是一樣的波速描繪的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程

6、度【板書】 單位時間內(nèi)振動所傳播的間隔 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一樣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】 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)

7、絡(luò)【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)中傳播的間隔 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(jī)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進(jìn)步應(yīng)用以上兩式分析問題和解決問題的才能，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

8、刻的波形曲線經(jīng)后，其波形如圖中虛線所示設(shè)t2TT為波的周期1假如波是向右傳播的，求波的周期和波速2假如波是向左傳播的，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，波傳播的間隔 不可能大于兩個波長假如波向右傳播，圖中的波峰1可能到達(dá)虛線的波峰3或波峰5假如波向左傳播，圖中的波峰1可能到達(dá)虛線的波峰2或波峰4根據(jù)波在一個周期內(nèi)要傳播一個波長的間隔 ，就可以求出周期T，進(jìn)而可求出波速v解：1假如波是向右傳播的，應(yīng)有T4t/34nn0.1由式v/T可得當(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

9、考慮穩(wěn)固練習(xí)：1當(dāng)波從一種介質(zhì)進(jìn)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，以下說法正確的選項是：A每個質(zhì)點的振動頻率都等于波源頻率B振動情況完全一樣的質(zhì)點間的間隔 一定等于一個波長宋以后，京師所設(shè)小學(xué)館和武學(xué)堂中的老師稱謂皆稱之為“教諭。至元明清之縣學(xué)一律循之不變。明朝入選翰林院的進(jìn)士之師稱“教習(xí)。到清末，學(xué)堂興起，各科老師仍沿用“教習(xí)一稱。其實“教諭在明清時還有學(xué)官一意，即主管縣一級的教育生員。而相應(yīng)府和州掌管教育生員者那么謂“教授和“學(xué)正?！敖淌凇皩W(xué)正和“教諭的副手一律稱“訓(xùn)導(dǎo)。于民間，特別是漢代以后，對于在“?；颉皩W(xué)中傳授經(jīng)學(xué)者也稱為“經(jīng)師。在一

10、些特定的講學(xué)場合，比方書院、皇室，也稱老師為“院長、西席、講席等。C振動情況完全一樣的相鄰兩質(zhì)點間的間隔 一定等于一個波長D振動步調(diào)相反的質(zhì)點間的間隔 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，傳播方向向右波形曲線在5s內(nèi)重復(fù)出現(xiàn)10次，那么波長為_，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，并考慮教材中本節(jié)例題的分析與解的過程2考慮教材練習(xí)二 第1題3教材練習(xí)二 第25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，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

11、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，假如波向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點開場起振還需的時間是多少？從圖示時刻起P點第二次到達(dá)波谷的時間是多少？4一列橫波在x軸上傳播著，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假如波向右傳播，波速多大？3假如波向左傳播，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

12、兩質(zhì)點A、B的振動圖象如圖 1017實線、虛線所示，那么質(zhì)點的振動周期是多少？這列簡諧波的長是多少？說明“教書先生恐怕是市井百姓最為熟悉的一種稱呼，從最初的門館、私塾到晚清的學(xué)堂，“教書先生那一行當(dāng)怎么說也算是讓國人景仰甚或敬畏的一種社會職業(yè)。只是更早的“先生概念并非源于教書，最初出現(xiàn)的“先生一詞也并非有傳授知識那般的含義。?孟子?中的“先生何為出此言也？；?論語?中的“有酒食，先生饌；?國策?中的“先生坐，何至于此？等等，均指“先生為父兄或有學(xué)問、有德行的長輩。其實?國策?中本身就有“先生長者，有德之稱的說法?？梢姟跋壬夥钦嬲摹袄蠋熤猓故桥c當(dāng)今“先生的稱呼更接近。看來，“先生之根

13、源含義在于禮貌和尊稱，并非具學(xué)問者的專稱。稱“老師為“先生的記載，首見于?禮記?曲禮?，有“從于先生，不越禮而與人言，其中之“先生意為“年長、資深之傳授知識者，與老師、老師之意根本一致。1本課各圖中的波的圖象，可以用微機(jī)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(jī)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)打下根底3對于式v/T 或vf，要使學(xué)生理解它們的物理意義不能從純數(shù)學(xué)的觀點去分析，要講清楚決定各個量的物理因素4在“波長的教學(xué)中，提到的“位移總是

14、相等沖的“位移指的是質(zhì)點“相對平衡位置的位移，這一點應(yīng)使學(xué)生理解好“教書先生恐怕是市井百姓最為熟悉的一種稱呼，從最初的門館、私塾到晚清的學(xué)堂，“教書先生那一行當(dāng)怎么說也算是讓國人景仰甚或敬畏的一種社會職業(yè)。只是更早的“先生概念并非源于教書，最初出現(xiàn)的“先生一詞也并非有傳授知識那般的含義。?孟子?中的“先生何為出此言也？；?論語?中的“有酒食，先生饌；?國策?中的“先生坐，何至于此？等等，均指“先生為父兄或有學(xué)問、有德行的長輩。其實?國策?中本身就有“先生長者，有德之稱的說法?？梢姟跋壬夥钦嬲摹袄蠋熤猓故桥c當(dāng)今“先生的稱呼更接近?？磥?，“先生之根源含義在于禮貌和尊稱，并非具學(xué)問者的專稱。稱“老師為“先生的記載，首見于?禮記?曲禮?，有“從于先生，不越禮而與人言，其中之“先生意為“年長、資深之傳授知識者，與老師、老師之意根本一致。5由式v/T和svt結(jié)合波的圖象分析實際問題時，有兩種方法一是本教案中【例題】的方法，二是教材中第10頁【例題】的方法，兩種方法應(yīng)使學(xué)生在理解的根底上掌握好要練說，得練聽。聽是說的前提，聽得準(zhǔn)確，才有條件正確模擬，才能不斷地掌握高一級程度的語言。我在教學(xué)中，注意聽說結(jié)合，訓(xùn)練幼兒聽的才能，課堂上，我特別重視老師的語言，我對幼兒說話，注意聲音清楚，上下