2. 波速与波长、频率的关系教案范文

波速与波长、频率的关系

【教学目标】

1．知识目标：

（1）知道什么是波的波长，能在波的图像中求出波长。

（2）知道什么是波传播的周期（频率），理解各质点振动周期与波源振动周期的关系。

（3）知道波速的物理意义，理解波长、周期（频率）和波速之间的关系，能用它解决实际问题。

（4）理解周期（频率）、波速的决定因素，知道波由一种介质进入另一种介质时谁变谁不变。

（5）能从某一时刻的波的图像和波的传播方向，正确画出下一时刻和前一时刻的波的图像。

2．能力目标：

（1）通过对波长、频率和波速等概念的自学和讨论，培养学生的自学能力与理解能力。

（2）通过画出下一时刻或前一时刻波形的训练，提高绘图技能，同时体会波动的时间和空间周期性。

（3）通过对波动问题多解性的讨论，训练学生全面、周密思考问题的素质。

3．情感、态度和价值观目标：

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体会波动过程的重复之美，体验周密思考问题能力的重要性。

【教学重难点】

1．波速、周期（频率）的决定因素以及公式v2．画出某时刻波形的技能。

3．多解的成因与解的确定方法。

Tf的理解与应用。

【教学过程】

一、复习并引入新课

师：波动图像与振动图像的主要异同有什么？

生：回忆上节课所学回答问题。

师：与振动过程相比，波动过程要多出一种运动形式，那就是振动在空间的传播，因此描述波动就需要更多的概念，本节课我们就学习描述波动的概念，同时进一步研究波动的运动规律。

二、新课教学

第一部分内容：波长、频率、波速的学习

师：自学课文5分钟（例题除外），准备回答以下问题：

（一）波长

1．教材上是怎样定义波长的？还可以怎样定义？波长用什么字母表示？

2.在波动中，两个相邻的平衡位置间的距离等于一个波长吗？

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3．图-1所示的波形中ab、ac、ad、ae各线段哪一个是波长，哪一个不是波长，为什么？

质点f、g、h分别到哪个质点的距离为波长？在图-1中标出。（安排此题的目的是为了理解波长的定义，尤其是理解“总是相同”和“相邻”的含义。）

3．在纵波中一般如何找波长？

例1、图是一列简谐波在某一时刻的波形图象．下列说法中正确的是(

) A．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同的

B．质点B、F在振动过程中位移总是相等

C．质点D、H的平衡位置间的距离是一个波长

D．质点A、I在振动过程中位移总是相同，它们的平衡位置间的距离是一个波长

变式训练1：关于机械波的波长，下列说法正确的是

(

) A．平衡位置相距一个波长的两个质点运动情况总是相同

B．运动情况总是相同的两个质点相距一个波长

C．在横波中，两个相邻的波峰间的距离等于一个波长

D．在横波中，波峰到相邻的波谷之间的距离等于半个波长

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（二）、振幅

在波动中，若不考虑阻力，各质点离开平衡位置的最大距离都相等，都等于振源的振幅，称为波的振幅。振幅越大，振动的能量越大，机械波传递的能量也越大。

（三）周期与频率

1．什么是波的周期与频率，它与波源的周期、频率是什么关系。

2．如果说周期显示出波动过程时间的周期性，那么波长显示出波动过程什么的周期性？

（四）波速

1．什么叫波速？波形向前平移的速度等于波速吗？（因为波的形状平移常常被用来解决问题，所以提出此问题为解决具体习题做准备。）

2．如何计算波速的大小？能否说明为什么。

3．波速、频率的决定因素分别是什么？一列波从一种介质传入另一种介质时，波速、频率、波长如何变化？

教师组织生、生之间讨论交流回答问题，同时分别在空白处或图上作答。

例：画出下（前）一时刻波的图像

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（五）、波长、周期（或频率）和波速的关系

vT或vf(1)

波速等于波长和频率的乘积. (2)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立。

（3）区分波速和振动速度

。

例2：一列简谐横波沿x轴正向传播,传到M点时波形如图所示,再经0.6 s,N点开始振动,则该波的振幅A和频率f为(

) A.A=1 m，f=5 Hz

B.A=0.5 m，f=5 Hz

C.A=1 m，f=2.5 Hz

D.A=0.5 m，f=2.5 Hz

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变式训练2 在O点有一波源,t＝0时刻开始向上振动,形成向右传播的一列横波．t1＝4 s时，距离O点为3 m的A点第一次达到波峰；t2＝7 s时，距离O点为4 m的B点第一次达到波谷．则以下说法正确的是(

) A．该横波的波长为2 m B．该横波的周期为4 s C．该横波的波速为1 m/s D．距离O点为1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末

变式训练3 如图所示，S点为振源，其频率为100HZ，所产生的横波向右传播，波速为80m/s，P、Q是波传播途径中的两点，已知SP=4.2m，SQ=5.4m，当S通过平衡位置向上运动时，则（

）

A. P在波谷，Q在波峰

B. P在波峰，Q在波谷

C. P、Q都在波峰

D. P将向上运动，Q将向下运动

建议总结出以下规律：

1．空间周期性

在波的图线上，凡平衡位置坐标之差为波长整数倍的质点在同一时刻的振动物理量完全相同；坐标之差为半波长奇数倍的质点在同一时刻的振动物理量大小完全相同，方向相反（针对矢量）。所以两个振动关系确定的质点间的距离与波长的关系不确定。

2．时间周期性

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波动中各质点的振动都是周期性的，因此每隔一个周期波动图重复一次，所以在明确了两个时刻的波动图像关系后，不能确定两个时刻的时间间隔与周期的关系。

3．一些已知条件的不确定性也可以造成多解。

课

堂

练

习

1、关于简谐波说法中正确的是（

）

A．两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长

B．任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长

C．波动在一周期内向前传播的距离等于波长

D．在一个周期内质点所走过的路程等于一个波长

2、关于波速说法正确的有（

）

A．波速由介质和波源共同决定

B．提高振源频率，波的传播速度将增大

C．同时在空气中传播两列声波，波长较大的声波传播较快

D．频率大的声波在空气中传播的波长越短

E．波速反映了介质中质点振动的快慢

F．波速反映了振动在介质中传播的快慢

3、一列横波沿直线传播，在传播方向上有A、B两点，相距1.2m，当波刚好到达B点时开始计时，已知4秒内，A位置的质点完成8次全振动，B位置质点完成10次全振动。这列波

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的波长为多少？频率为多少？速度为多少？

4、关于v=fλ和v=λ/T说法正确的（

）

A．它们适用于一切波（包括电磁波、光波）

B．同一列波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时保持不变的只有f C．由v=fλ可以看出，波速与频率成正比

D．由两式得出同类波在同一种均匀介质中传播时，波长和频率成反比，与周期成正比

5、某列波沿x轴正方向传播，t=0时的波形图如图所示，已知在t=0.6秒时A点正好第三次出现波峰，则波的周期为多少？波传到P点所需的时间为多少？P点第一次出现波峰的时间是多少？

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