12.3.1波长、频率和波速(学案)
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一、教学目标1. 让学生理解波长、频率和波速的概念及其关系。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 提高学生对波动现象的认识,培养学生的科学思维。
二、教学内容1. 波长的定义及计算2. 频率的定义及其与周期关系3. 波速的定义及其与波长、频率的关系4. 波速、波长、频率在实际问题中的应用三、教学重点与难点1. 重点:波长、频率、波速的概念及其关系。
2. 难点:波速、波长、频率在实际问题中的应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究波长、频率和波速的关系。
2. 利用实例分析,让学生直观地理解波动现象。
3. 采用小组讨论法,培养学生的合作与交流能力。
五、教学过程1. 导入:通过展示波动现象的图片,引导学生思考波的特点。
2. 讲解波长的定义及计算方法,让学生理解波长的概念。
3. 讲解频率的定义及其与周期的关系,让学生掌握频率的计算方法。
4. 讲解波速的定义及其与波长、频率的关系,让学生学会运用波速公式。
5. 运用实例分析,让学生将所学知识应用于实际问题。
6. 小组讨论:让学生探讨波长、频率、波速在实际中的应用,培养学生的实际问题解决能力。
7. 总结:对本节课的内容进行归纳总结,强化学生对波长、频率和波速的认识。
8. 作业布置:布置有关波长、频率和波速的练习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问,了解学生对波长、频率和波速概念的理解程度。
2. 练习题:布置课堂练习,检验学生对知识的掌握情况。
3. 小组讨论:观察学生在讨论过程中的表现,评估其合作与交流能力。
七、教学拓展1. 介绍波的衍射和干涉现象,让学生了解波的特性。
2. 探讨波在介质中传播的规律,引导学生深入研究波动现象。
八、教学资源1. 教材:提供相关章节,为学生提供系统的学习资料。
2. 图片:收集与波长、频率、波速相关的图片,辅助教学。
3. 网络资源:利用互联网查找相关案例,丰富教学内容。
九、教学反思1. 反思教学过程:检查教学方法是否适合学生,是否存在讲解不清楚的地方。
3 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,并会应用这一关系进行计算和分析问题.二、重点难点重点:理解波长及波速的公式的含义.难点:决定波速、频率、波长的因素及应用波的知识对实例的分析.三、教与学教学过程:在物理学中,物理现象、物理过程和物理规律等都需要用物理量来进行描述.同样对机械波及其传播过程也需要一些物理量来描述.(一)波长【演示】制作的课件:在波的传播过程中,有些质点的振动步调完全一致,任何时刻运动状态相同.1.波长:在波动中对平衡位置的位移总是相等(包括大小和方向)的两相邻质点间的距离叫做波的波长.2.对波长定义的理解(1)“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相等,方向相同”.(2)位移总是相等的两个质点速度也总是相等的.(3)在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长,在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)之间的距离等于波长.(4)在波的传播方向上(或平衡位置之间)相距的两质点振动步调总是相反的. 一般地:相距整数倍两质点(同相质点)的振动步调总是相同的.在波的传播方向上相距奇数倍的两质点(反相质点)振动步调总是相反的.(二)周期(T )、频率(f )【演示】制作的课件:在振源完成一次全振动的时间里,波完成一次周期性的波动.1.波的周期(或频率):波源振动的周期(或频率)就是波的周期(或频率)2.波的周期(或频率)等于波源的振动周期(或频率)3.对波源振动周期与波的周期的理解f v λ=λλ2/λλ2/λ(1)波的周期由波源决定,同一列波在不同介质中传播时保持周期(或频率)不变.(2)每经历一个周期的时间,原有的波形图不改变.(三)波速(v )1.波速:反映振动在介质中传播的快慢程度、单位时间内振动所传播的距离叫波速. 2.波速的大小由介质的性质决定,同一列波在不同介质中传播速度不同3.对波速的理解:(1)波在均匀介质中是匀速传播的,即,它向外传播的是振动的形式,而不是将质点向外迁移.(2)波速与质点的振动速度不同,质点的振动是一种变加速运动,因此质点的振动速度时刻在变.(四)波长、周期(或频率)和波速的关系【演示】制作的课件:波源完成一次周期性振动,波向前匀速传播一个波长的距离.1.三者关系:或2.对三者关系的理解(1)波速由介质决定,周期(或频率)由振源决定.当一列波从一种介质进入另一种介质传播时,周期(或频率)保持不变.但由于波速的变化而导致波长的变化.(2)波速的计算既可用(即)也可用 (3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到,但对其他形式的彼(电磁波、光波)也成立.【例1】如图所示,在xOy 平面内有一沿x 正方向传播的简谐波,波速为1m/s ,振幅为4cm ,频率为2.5Hz ,在t =0时刻,P 点位于其平衡位置上方最大位移处,则距P 为0.2m 的Q 点( )A .在0.1s 时的位移是4cmB .在0.1s 时的速度最大ts v =vt s =T v λ=f v λ=T v λ=f v λ=ts v=C .在0.1s 时的速度沿y 轴负向D .在0--0.1s 时间内的路程是4cm[解析]依题意s mcm 恰好半个波长,所以P 、Q 两质点振动总是相反的.t =0时P 位移为正的最大,Q 位移必为负的最大.再过0.1s ,即,Q 点必位于平衡位置且向正方向运动且速度正向最大.在这0.1s 内通过的路程为1倍振幅,即s =4cm .正确选项为B 、D .【例2】如图在一条直线上有三点S 、M 、N ,S 为波源,距M 点为12m ,距N 点为21m .由于波源S 的振动在直线上形成一列横波,其波长为8m ,波速为4m/s ,下列说法中正确的是( )A .M 点先开始振动,N 点后振动,振动时间相差2.25s ,但振动周期都为2sB .M 点在最高点时,N 点在平衡位置以上向下振动C .M 点在最高点时,N 点在平衡位置以上向上振动D .振动过程中M 、N 两点的位移有可能在某时刻相同【解析】由得s ,由于S 为波源,波向右传播,由得波从M 传到N 的时间s ,则A 对,M 、N 相距9m ,则N 点的振动与M 点后1m 的质点的振动完全相同,当M 点在最高点时,M 点后1m 的质点已过了平衡位置向最高点运动,则N 点也在平衡位置上方向上振动,则C 对B 错,实际振动过程中任意两点的位移都有可能相同,因为当这两点的中间点处于最大位移时,此两点的位移就相同,则D 对,正确选项为A 、C 、D .【例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,且m ,m ,当S 通过平衡位置向上运动时,( )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4.01==fT 4.04.01=⨯==vT λ2.0=PQ 4T T v /λ=24/8/===v T λt s v ∆∆=/25.241221/=-=∆=∆v s t 2.4=SP 4.5=SQD .P 通过平衡位置向上振动,Q 通过平衡位置向下振动【解析】由得,m ,,则P 点与S 点右侧距S 点的质点的振动完全相同,Q 点与S 点右侧距S 点的质点振动完全相同,波向右传,当S 通过平衡位置且向上运动时,其右侧的质点在波谷,其右侧3的质点在波峰,则P 点在波谷,Q 点在波峰,正确选项为A 。
3 波长、频率和波速教学目标一、知识目标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、能力目标1.能够在波的图象中找到波长2.学会运用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题三、德育目标通过对波的多解性问题的讨论,使学生知道解决问题时要全面分析教学重点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教学难点用波长、频率和波速之间的关系求解波的多解问题教学方法实验、讨论、讲解、练习、电教法教学过程首先出示本节课的学习目标:1.知道波长、频率的含义2.知道如何由质点的振动情况,波的传播情况确定波长3.掌握波长、频率和波速的关系式,并能应用解答有关问题4.知道波速由介质本身决定一、引入1.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?二、新课教学 (一)波长: 展示下列过程:注意:在制作时,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T , ,T ,T ,T ,T ,T ,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.中质点1的起振方向向上; 2.经过T ,质点的振动形式传到了质点4,经传到了质点7,经T 传到了质点10,412T 43452347412T 43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?[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? [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:(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:3.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?TnT n v λλ==③波速与质点的振动速度有什么不同?4.学生讨论后,回答,教师总结: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、方向均随时间改变三、小结四、作业。
《波长频率和波速》教案以横波为例进行提问:振动状态总是相同的质点在何处,有哪些? 引导学生观看视频观看视频动画,寻找振动状态总是相同的质点的位置增强对图象的直观性认识,为后面纵波波长搭设思维平台。
自制动画3'引导学生建构波长,并提出还能怎样定义波长?读取波长?思考、交流中叙述波长定义构建物理概念。
PPT 3'引导学生思考:怎样找纵波的波长呢?观看纵波视频,指导学生盯着一个质点看,振动状态总相同的点,给出纵波的波长。
类比横波波长的找寻方法,独立完成并给出纵波波长。
提升学生独立分析问题能力。
播放动画2'提出问题: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?引导学生理解表征了波的空间周期性特点。
思考:通过反问理解波长PPT 5'环节3周期和频率引导学生分析时间上的周期性,给出波的周期的定义。
分析判断得出周期或频率定义。
建构概念ppt 2'进步提出问题:它与波源的周期、频率是什么关系。
观看横波形成过程图,寻找关系,找到决定因素学以致用,获得新知视频2'问题:周期、频率的反映了波的什么特点?类比波长描述波形的空间周期性。
提升学生类比能力。
自制动画1'环节3 波速类比匀速运动给出波速的定义及计算式,根据波速推导过程中的数据特点,整理所学的同类知识。
学生类比总结,寻找共性类比分析,易于理解动画3阅读课本中的速度数据资料,找到波速的决定因素。
分析数据特点,得出结论用数据说话,强化知识ppt 1提出问题: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?举例加深理解并得出波长的决定因素典型实例分析,加深理解ppt 2'环节4 应用提出问题:波速等于波形平移的速度吗?分析实例,得出用平移法找波形老方法得出新结论,易于理解动画PPT3实例分析,让学生找波的问题多解的原因学以致用,思考分析实际问题提升学生思维缜密性ppt 1课堂练习引导学生类比例题分析求解通过练习,熟悉规律,掌握知识ppt 2'环节5 回顾反思总结提升引导学生反思梳理,使认识条理化1、这节课的学习,你有什么收获?2、你有什么质疑?还想知道什么?思考讨论,总结归纳,反思回顾引导学生在反思中提高。
1 《12.3波长、频率和波速》学案【学习目标】 1.知道什么是波长、频率和波速2.理解波长、频率和波速的关系3.了解决定波长、频率和波速的因素【重难点】对波长概念的理解,波动多解问题【自主学习】1、如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图,已知图形上某点的振动方向如图所示。
试求这列波的传播方向2、在右图中,哪些点之间的距离是一个波长3、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4、关于v =f λ和v =λ/T 说法正确的是( )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fC .由v =f λ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介质中传播时,波长和频率成反比,与周期成正比5、图2所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正向传 播,波速是18m /s ,A .波长是6m ,频率是1/3HzB .波长是8m ,频率是9/4HzC .波长是10m ,频率是1.8HzD .波长是8m ,频率是4/9Hz【合作探究】一. 对于“波长”概念的理解学习课本29页第一自然段,了解波长概念是如何得出的?波长的概念:_____________________________________________________________________波长通常用字母_______表示思考:1、 你是如何理解“相位总是相同”这个概念的?2、 为什么强调“相邻”?3、 在波形图中哪些点具有这样的特点?拓展:1、在波动中,振动相位总是相同的两个的质点间的距离x 与波长是什么关系?2、在波动中,振动相位总是相反的两个的质点间的距离x 与波长是什么关系?(1题图) (2题图)2 1、_______________________________________________________________________2、________________________________________________________________________针对训练1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、周期、频率与波速学习课本29页相关内容解决下列问题:1、在波动中,各个质点振动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?2、经过一个周期T ,振动在介质中传播的距离是多少?3、波速的物理意义是什么,波速公式是什么?4、 波速与质点的振动速度有什么不同?波速与什么有关?你的成果:周期和频率:____________________ 决定因素:__________________________波速:物理意义:___________________ 公式:_________________ 决定因素:_________________波速、波长和频率的关系___________________________________________针对训练2:某乐律C “la ”的频率为f=440Hz ,试求这个乐音在空气中的波长和在水中的波长变式2:下列说法正确的是( )A .当机械波从一种介质进入另一种介质时:保持不变的物理量是波长B .传播一列简谐波的同一种介质中各质点具有相同的周期和振幅C .由波在均匀介质中的传播速度公式v = f ,可知频率越高,波速越大D .在波的传播方向上,相距半波长的整数倍的两质点的振动完全相同三、应用提高例1:例2:如下图所示,是一列简谐波在某时刻的波形图.若每隔0.2 s 波沿+x 方向推进0.8 m,试画出此后17 s 时的波形图.方法总结:例2、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?课后思考题:在该题中若把“该波的周期大于0.5s ”一句去掉,结果又会怎样?3 【当堂训练】1、如图所示为一列横波在某一时刻的波形图,已知此时B 点的速度方向沿y 轴负方向。
波长、频率和波速学案一、教学目标:1、通过本节课的复习,进一步熟悉描述波的几个物理量,掌握波长、频率和波速之间的关系。
2、利用波的图象和波长、频率、波速之间的关系解决实际问题,提高解决问题的能力。
二、重点难点:利用波的图象和波长、频率、波速之间的关系解决实际问题三、教学方法:复习提问,讲练结合,学案导学四、教具学案、计算机、投影仪五、教学过程〔一〕知识预习1、什么是波长理解波长的含义需要注意什么在波动中,对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离,叫做波的波长。
〔1〕“位移总相等〞的含义是“每时每刻都相等〞。
〔2〕位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的。
〔3〕相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的;相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
2、什么是波的周期波的周期与介质有没有关系波源质点振动的周期〔或频率〕就是波的周期〔或频率〕。
波的周期与介质无关。
3、什么是波速对波速的理解需注意什么单位时间内振动所传播的距离叫做波速。
即v=s/t〔1〕波速的大小由介质的性质决定,同一列波在不同介质中传播速度不同。
〔2〕一列波在同一均匀介质中是匀速传播的,即s=vt.〔3〕波速和质点振动的速度有着完全不同的含义4、波长、周期〔或频率〕和波速的关系怎样〔1〕v=λ/T〔2〕v=λf〔二〕例题精讲【例1】.在t1时刻简谐横波的波形如图1中实线所示;在时刻t2该波的波形如图1中虚线所示。
t2-t1 = 0.02s求:图1⑴该波可能的传播速度。
⑵假设T< t 2-t 1<2T ,且图1中P 质点在t 1时刻的即时速度方向向上,求可能的波速。
⑶假设0.01s<T<0.02s ,且从t 1时刻起,图1中Q 质点比R 质点先回到平衡位置,求可能的波速。
解:⑴如果这列简谐横波是向右传播的,在t 2-t 1内波形向右匀速传播了λ)31(+n ,所以波速12)31(t t n v -+=λ=100(3n+1)m/s (n=0,1,2,…);同理可得假设该波是向左传播时,可能的波速v=100(3n+2)m/s (n=0,1,2,…)⑵P 质点速度向上,说明波向左传播,T< t 2-t 1 <2T ,说明这段时间内波只可能向左传播了5/3个波长,所以速度是唯一的:v=500m/s⑶“Q 比R 先回到平衡位置〞,说明波只能是向右传播的,而0.01s<T<0.02s ,也就是T<0.02s<2T ,所以这段时间内波只可能向右传播了4/3个波长,解也是唯一的:v=400m/s【例2】在均匀介质中有一个振源S ,它以50HZ 的频率上下振动,如图2所示,该振动以40m/s 的速度沿弹性绳向左、右两边传播。
《波长、频率和波速》教案第一章:引言1.1 课程背景在物理学中,波是一种能量传播的方式,波长、频率和波速是描述波的重要参数。
本章将通过讲解波长、频率和波速的概念,帮助学生了解波动现象的基本特性。
1.2 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)理解波长的概念及意义;(2)掌握频率的定义及其与波速的关系;(3)了解波速的计算方法;(4)培养运用物理知识解决实际问题的能力。
1.3 教学内容1.3.1 波长的概念波长是指波的一个完整周期所对应的长度,用符号λ表示。
通过实例讲解波长的概念,让学生直观地感受波长的存在。
1.3.2 频率的定义频率是指单位时间内波的周期数,用符号f表示。
引导学生通过实例分析,理解频率与波速的关系。
1.3.3 波速的计算方法波速是指波在介质中传播的速度,用符号v表示。
介绍波速的计算方法,即波速等于波长与频率的乘积,v=λf。
第二章:波长的测量与计算2.1 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)掌握波长的测量方法;(2)运用波长计算公式进行计算;(3)解决实际问题,如测量光波的波长。
2.2 教学内容2.2.1 波长的测量方法介绍测量波长的方法,如利用干涉现象、衍射现象等。
通过实验引导学生掌握波长的测量技巧。
2.2.2 波长计算公式波长的计算公式为λ=v/f,其中v为波速,f为频率。
讲解公式及其应用,让学生能够运用公式计算波长。
2.2.3 实际问题解决以测量光波的波长为例,引导学生运用所学知识解决实际问题。
第三章:频率与波速的关系3.1 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)理解频率与波速的关系;(2)运用频率与波速的关系解决实际问题。
3.2 教学内容3.2.1 频率与波速的关系讲解频率与波速的关系,即v=λf。
让学生理解频率与波速之间的相互依赖关系。
3.2.2 实际问题解决以声波为例,引导学生运用频率与波速的关系解决实际问题,如测量声波的波速。
第四章:波速的计算与应用4.1 教学目标通过本章的学习,学生能够:(1)掌握波速的计算方法;(2)运用波速解决实际问题。
12.3波长、频率和波速一、教学目标(一)知识与技能1、知道什么是波长、频率和波速。
2、理解波长、频率和波速的关系。
3、了解决定波长、频率和波速的因素。
(二)过程与方法1、注重波长、频率和波速关系的教授。
2、先让学生处理波长、波速的概念。
3、熟练运用波长、频率、波速关系解题。
(三)情感态度价值观1、学生在学习波长、波速、频率后更加了解波的特征。
2、在对波的学习过程中,了解自然界的神奇。
二、重点、难点(一)重点:理解波长、频率、波速概念(二)难点:①对波速概念理解②对波的多解问题的研究三、新课教学(一)引入新课在上几节课中,我学习了波的有关知识,例如波的形成与传播,横波和纵波,横波有波峰波谷,纵波有疏部密部,还有波的图象有关特征,这节课我们再来学习描述波的其他物理量。
(二)波长1、演示:波动箱演示在铡才的演示中,我们来研究第一个质点,即波源,P 0振动带动P 1,P 1带动P 2,依次类推,一个周期后,振动传到P 8,而这时,P 0经过一个周期的振动后又回到了平衡位置,准备下一次会振动,这里面我们可以看出在以后的时间里,P 0和P 8的振动步调完全一致,即相位..相同,同理P 1和P 9,P 2和P 10都是相位相同的。
这里:我们把在波动里,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离,叫做波长。
通常用λ表示。
波长还有几种说法:①横波中,两个相邻波峰或波谷之间的距离等于波长。
②在纵波中,两个相邻密部或疏部之间距离等于波长。
③经过一个周T ,振动在介质中传播的距离等于一个波长。
(三)周期T 和频率f在一列波中,除了波源以外,其他所有介质点都做什么运动?运动有什么特征?——做受迫振动,f 介质=f 波源也就是说各个质点,振动周期或频率都是相同的,都等于波源的周期和频率。
周期和频率永远存在Tf 1=(四)波速经过一个周期,振动在介质中传播的距离等于一个波长λ。
x所以:机械波在介质中传播的速度叫做波速。
即f T V λλ==(定义式)上式只是波速的定义式,波的传播速度,由介质本身决定,小在不同介质中传播速度是不一样的,(举例:声波在0℃下,声波在空气中传播速度330m/s ,在铁中却是4900m/s )。
波长、频率和波速一、教学目标1、知识目标:①知道什么是波的波长,能在波的图象中求出波长。
②知道什么是波传播的周期(频率),理解周期与质点振动周期的关系。
③理解决定波的周期的因素,并知道其在波的传播过程中的特点。
④理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系,并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。
2、能力目标:学会应用波长、周期(频率)和波速的关系分析解决实际问题的方法。
二、教学重点:理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系,并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。
三、教学方法:实验演示和多媒体辅助教学四、教具:波动演示仪、演示波的图象用的教学课件、计算机、大屏幕教学过程:A课前一、波长(λ)在教材中的图可以看出,由质点1发出的振动传到质点13,使质点13开始振动时,质点1完成一次全振动,因而这两个质点的振动步调完全一致。
也就是说,至两个质点在振动中的任何时刻,对平衡位置的位移大小和方向总是相等的。
我们就把这样两个质点之间的距离叫做波长。
【识记】1、波长的定义2、几点说明要理解“位移总相等”的含义。
这里要求的是每时每刻都相等。
如图10-10所示,如E、F两点在图示的时刻位移是相等的,但过一段时间后,位移就不一定相等,所以E、F 两点的距离就不等于一个波长。
【识记】(1)“位移总相等”的含义是“每时每刻都相等”。
【识记】(2)位移总相等的两个质点,其速度也总是相等的。
在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长。
结合图10-10,我们可以看到,相距λ/2的两个质点振动总是相反的。
进而可以总结出这样的结论:相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的;相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
【识记】(3)相距λ整数倍的质点振动步调总是相同的;相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是相反的。
二、周期(T)、频率(f)在波的传播过程中,由于波源质点的振动,而带动相邻的质点依次振动,各个质点振动的周期与频率,都与波源质点的振动周期和频率相同。
12.3 波长、频率和波速学习目标1.理解波长、频率和波速的物理意义,能从波的图象中求出波长。
2.理解波长、频率和波速之间的关系,并能进行相关的计算。
3.知道时间Δt前后波形图的确定方法,会画出其波形图。
4.了解波的多解问题,掌握解决多解问题的方法。
自主学习一、波长1.定义:在波动中,_________总是相同的两个______质点间的距离,用物理符号______表示。
2.特征:在横波中,两个相邻______或两个相邻______之间的距离等于波长。
在纵波中,两个相邻______或两个相邻______之间的距离等于波长。
二、周期和频率1.概念:波的周期(频率)等于波源及介质中各个质点的__________ (振动频率),周期用符号______表示,频率用符号______表示。
2.规律:在波动中,各个质点的振动周期(或频率)均由波源决定,并且均相同,它们都______波源的振动周期(或频率)。
3.关系:周期T和频率f互为______,即______。
4.时空关系:在一个周期内,振动在介质中传播的距离等于____________。
三、波速1.定义:机械波在介质中传播的速度。
波速等于______和______的比值。
2.定义式:v=λT,它又等于______和______的乘积,公式为v=λf。
3.决定因素:机械波在介质中的传播速度由____________的性质决定。
在不同的介质中,波速一般不同。
另外,波速还与______有关。
判一判(1)两个波峰(或波谷)之间的距离为一个波长。
()(2)两个密部(或疏部)之间的距离为一个波长。
()(3)振动在介质中传播一个波长的时间是一个周期。
()想一想频率越大的机械波在介质中传播得越快吗?核心探究波长、频率、周期和波速 一、波长1.定义:在波动中,振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。
2.特征:在横波中,两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。
在纵波中,两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。
2、区分振动图象与波的图象。
§12.3.1波长、频率和波速
学习目标
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。
学习重点、难点
重点:波长、频率和波速之间的关系。
难点:应用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题。
学习过程:
一、波长(λ) 1、右图为一列沿x 轴正向传播的简谐横波,思考下列问题:
①当质点a 完成一个全振动时,其振动形式传播到哪个质
点?当质点a 完成两个及三个全振动时又如何?这些质点振动情况有何特点?
②图中e 、f
、g 、
h 、i 、j 六个质点中,还有哪些质点的振动情况总是相同的?
③图中任意一条平行于x 轴的直线上各个质点的振动情况是否总相同?
2、波长的定义: 用 表示。
3、上图所标质点中,哪些质点的平衡位置间的距离为一个波长?
说明:
①“位移总是相等”的含义是“每时每刻都大小相等,方向相同”。
②注意 “相邻”二字。
③在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)之间的距离等于波长;在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)之间的距离等于波长。
④同相点:相距为整数个波长(n λ)的两质点的振动完全相同,称同相点。
反相点:相距为半波长的奇数倍(2n+1)λ/2的两质点的振动完全相反,称反相点。
二、频率f (周期T ):
1、思考:在上图中,当质点每完成一个全振动时,波的形状有何特征?
2、总结:波的传播具有 性,且波传播的 与质点振动的 相等。
说明:
①波传播的频率(周期)等于质点振动的频率(周期),由波源决定,与介质无关。
②同一列波在不同介质中传播时频率保持不变。
三、波速(v ):
1、定义: 。
说明:
①波速的大小由介质本身的性质决定,同一列波在不同介质中传播速度不同。
②波在同一种均匀介质中是匀速传播的。
③波速与质点的振动速度不同,质点的振动是一种变加速运动,即质点的振动速度时刻在变。
2、波长、频率和波速的关系:
由于在同一均匀介质中是匀速传播的,且在一个周期内沿波的传播方向传播一个波长的距离,由匀速运动的规律可得:
注:由于波传播的频率由波源决定,与介质无关,而波速的大小由介质本身的性质决定,同一列波在
)
A .横波中相邻两个波峰间的距离,纵波的密部中央和疏部中央间距都是一个波长
B .两个相邻的速度相同的介质质点间的距离是一个波长
C .波由一种介质进入另一种介质波速和波长都要改变
D .机械波在同一种均匀介质中是匀速传播的
2、对机械波关于公式v =λf ,正确的是( ) A .v =λf 适用于一切波
B .由v =λf 知,f 增大,则波速v 也增大
C .v 、λ、f 三个量中,对同一列波来说,在不同介质中传播时保持不变的只有f
D .由v =λf 知,波长是2 m 的声音比波长是4 m 的声音传播速度小2倍
3、所示的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 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
4、关于机械波的概念,下列说法中正确的是( ) A .质点振动的方向总是垂直于波的传播方向
B .简谐波沿长绳传播,绳上相距半个波长的两个质点振动位移的大小相等
C .任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长
D .相隔一个周期的两个时刻的波形相同
5、右图甲所示为一列简谐横波在t=20 s 时的波形图,图乙是这列波中P 点的振动图线,那么该波的传播速度和传播
方向是( )
A .v =20 cm/s ,向左传播
B .v =50 cm/s ,向左传播
C .v =20 cm/s ,向右传播
D .v =50 cm/s ,向右传播
6、一列沿着绳子向右传播的波,在传播方向上有A 、B 两点,它们的振动方向相同,C 是A 、B 的中点,则C 点的振动( )
A .跟A 、
B 两点的振动方向一定相同 B .跟A 、B 两点的振动方向一定相反
C .跟A 点的振动方向相同,跟B 点的振动方向相反
D .可能跟A 、B 两点的振动方向相同,也可能跟A 、B 两点的振动方向相反
7、右图所示,已知一列横波沿x 轴传播,实线和虚线分别是t 1时刻和t 2时刻的图象,已知:t 2=(t 1+
8
1
)s ,振动周期为0.5 s ,则波的传播方向与传播距离是( ) A .沿x 轴正方向,6 m B .沿x 轴负方向,6 m C .沿x 轴正方向,2 m D .沿x 轴负方向,2 m
8、一列沿x 方向传播的横波,其振幅为A ,波长为λ,某一时刻波的图象如右图所示。
在该时刻,某一质点P 的坐标为(λ,0),经过4
1
周期后,该质点的坐标( ) A .
45λ,0 B .λ,-A C .λ,A D .4
5
λ,A 9、右图所示,在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点,相邻两质点的距离均为L ,如上图所示。
一列横波沿该直线向右传播,t =0时到达质点1,质点1开始向下运动,经过时间Δt 第一次出现如下图所示的波形,则该波的( )
A .周期为Δt ,波长为8L
B .周期为3
2
Δt ,波长为8L C .周期为
3
2
Δt ,波速为12L/Δt D .周期为Δt ,波速为8L/Δt 10、右图为一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t =0时的波形。
当R 点
在t =0时的振动状态传到S 点时,PR 范围内(含P 、R )有一些质点正在向y 轴负方向运动,这些质点的x 坐标取值范围是( )
A .2 cm≤x ≤4cm
B .2 cm <x <4 cm
C .2 cm≤x <3 cm
D .2 cm <x ≤3 cm
11、右图所示,沿波的传播方向上有间距均为1 m 的六个质点a 、b 、c 、d 、e 、f 均静止在各自平衡位置,一列横波以1 m/s 的速度水平向右传播,t =0时到达质点a ,质点a 开始由平衡位置向上运动,t =1 s 时,质点a 第一次到达最高点,则在4 s <t <5 s 这段时间内( )
A .质点c 的加速度逐渐增大
B .质点a 的速度逐渐增大
C .质点c 向下运动
D .质点f 保持静止
12、右图所示,1,2,3,……,10各点之间的距离均是1 m ,当t=0时,点1开始向上振动,经0.1 s 第一次达到最大位移,而振动向右传播至点3,则以下结论正确的是( ) A .波的传播速度是10 m/s ,周期是0.4 s B .波的频率是2.5 Hz ,波长是8 m
C .再经0.1 s 波传播到点5,点4达到最大位移
D .从点1开始即振动计时,波传播到点10时,经过0.45 s ,经过0.45 s ,点8达到最大位移
13、一列横波在t =0时刻的波形如右图所示,传播方向沿x 轴正方向。
已知在0.9 s 末,P 点出现第三次波谷,则从零时刻算起,经 s 在Q 点第一次出现波峰。
14、右图所示,一列向右传播的简谐横波,波速大小为0.6 m/s ,P 质点横坐标x =0.96 m ,从图中状态开始计时,求: (1)经过多长时间,P 质点第一次到达波谷? (2)经过多长时间,P 质点第二次到达波峰? (3)P 质点刚开始振动时,运动方向如何?
15、一列横波沿x 轴的正方向传播,波速v =300m/s ,已知x 1=0.30 m 和x 2=0.90 m 处是振动中位移大小总是相同、方向相反的相邻两点,求这列波的频率。