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.

的教学设计示例

教学重点：之间的关系

教学难点：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18cm(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