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波长、频率和波速一、教学目标：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、教学重点：1.知道在波的图象中求波长.2.理解波长、频率和波速的物理意义以及它们之间的关系.3.学会用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题.三、教学难点：波长和周期的物理意义.四、教学方法：实验、讨论、讲解、练习、电教法.五、教学用具：多媒体实物投影仪、自制投影片，CAI课件.六、教学过程新课引入1.用投影片出示思考题：①什么叫质点振动的周期？②什么是质点振动的频率？③机械波形成时，波源处质点的振动为什么会引起后边的质点振动？2.学生解答思考题：①质点完成一次全振动所用的时间叫一个周期；②单位时间内质点完成全振动的次数叫频率；③当波源处的质点开始振动后，靠介质中各质点的相互作用，引起后边的质点依次开始振动，且质点的振动形式完成相同.新课教学(一)波长：用多媒体课件展示下列过程：注意：在制作课件时，把1和13做成相同颜色的，例如红色，把7做成另一种颜色的，为了能够使学生正确理解波长的概念，制作课件时，可多展示一些质点，例如可展示到形成二个或三个完整波形的所有质点.下边我们以形成两个完整波形的质点进行说明：1.分别观察质点1的起振方向如何？2.当质点1振动41T,2T,43T,T,45T,23T,47T,2T时，质点1的振动形式传到了哪些质点？3.仔细观察质点1和质点13、质点25的振动状态(包括速度的方向及位移)，有什么关系？学生观察后，讨论总结，得到：1.课件中质点1的起振方向向上；2.经过41T，质点的振动形式传到了质点4，经2T传到了质点7，经43T传到了质点10，经T传到了质点13；3.质点1、13、25的速度方向及相对各自平衡位置的位移总是相等的.［教师讲解］在波的传播过程中，有一些质点，在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向都是相等的.［板书］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，叫做波长.通常用λ来表示波长.［投影］如图所示：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”.［师生总结］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.［关于波长的强化训练］下图所示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（BC）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的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的，它们的平衡位置间的距离是一个波长.(二)频率［投影］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？在课本图10—5中，质点1产生的振动，经过多长时间传到质点13？质点1与质点13之间的距离与波长有什么关系？［学生解答投影思考题］1.在波动中，各个质点的振动周期(或频率)是相同的，都等于波源的振动周期(或频率).2.在图10—5中，由质点1发出的振动，经过1个周期传到质点13.3.质点1和质点13间的距离正好等于1个波长.［推理归纳］由上述思考题，我们可以得到：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.在n个周期的时间内，振动在介质中传播的距离等于n个波长.［分析］由于在n个周期的时间内，振动在介质内传播的距离等于n个波长.所以波的传播速度为:TnTnv.(三)波速1.教师：振动在介质中传播的速度，叫做波速.2.总结波速的求解公式：①.;;周期波长波速表示表示表示TvTv频率波长波速又表示表示表示fvfvTfTv;;1③.;;所用的时间振动传播距离离振动在介质中传播的距波速表示表示表示xtxvtxv3.阅读课文，回答下列问题：①波的频率与什么有关？②波速与什么有关？③波速与质点的振动速度有什么不同？②4.学生讨论后，回答，教师总结并板书：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.［强化训练］1．一列波由一种介质进入另一种介质中继续传播，则（B）A.传播方向一定改变B.其频率不变C.如波速增大，频率也会增大D.如波长变小，频率也会变小解析：正确答案是B，因为频率是由波源决定的，与介质及波速无关，因v=fλ,f不变，λ会随v成正比例变化，波由一种介质垂直于界面进入另一种介质，波速的大小会变，但方向却不变.2．关于波长，下列说法正确的是（A）A.波长等于一个周期内振动在介质中传播的距离B.波长等于一个周期内振动质点通过的距离C.两个振动情况完全相同的质点间的距离等于一个波长D.同一时刻两个波峰间的距离等于一个波长3．一列横波沿直线传播，在传播方向上有相距1.2m的A、B两点，当波恰好到达其中的一点时开始计时，4s钟内A点完成了9次全振动，B点完成了10次全振动，则波的传播方向是？波长是多少？波速是多少？七、小结：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.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.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.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，与传播的介质无关.波长、频率和波速间的关系v=T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.八、板书设计：描述波的三个物理量波长：对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离。相距整数个波长的质点，振动状态完全相同。频率：各个质点振动的频率相同，这个频率叫波的频率。频率仅由波源决定，与介质无关。波速：振动在介质中的传播速度叫波速。波速仅由介质性质决定，与波的频率、质点的振幅无关。λ、v、f间的关系：v=λf，v=T，该关系具有普遍意义，对于任何波（电磁波、光波）都适用。