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波長、頻率和波速
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
1、掌握波長、頻率、波速的物理意義;
2、能在機(jī)械波的圖象中識別波長;
3、掌握波長、頻率和波速之間的關(guān)系,并會應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題;
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生閱讀材料、識別圖象、鉆研問題的能力.
教學(xué)建議
本節(jié)的重點(diǎn)是理解波長的含義及公式 的含義;要求對公式 能靈活應(yīng)用,學(xué)習(xí)中要理解波的傳播速度的特點(diǎn),掌握波速、頻率、波長各由什么因素決定,減少理解概念出錯的機(jī)會。為了很好的理解波速、頻率、波長各由什么因素決定,解釋如下:
波的傳播速度 ,其中 、 、 三個量相互關(guān)聯(lián);從公式上看,似乎任意一個量改變都會影響其他兩個量;不少的初學(xué)者都會產(chǎn)生這樣的認(rèn)識,其實(shí)不然,那么都是受誰決定的呢?
。1)周期和頻率:只取決于波源,而與 、 無關(guān);
(2)波速決定于介質(zhì)的物理性質(zhì),它與 、 無直接關(guān)系。
(3)波長 ,則決定于 和 ,只要 和 其中一個發(fā)生變化,其 值必然發(fā)生變化,而保持 的關(guān)系.
波長、頻率和波速的教學(xué)設(shè)計(jì)示例
教學(xué)重點(diǎn):波長、頻率和波速之間的關(guān)系
教學(xué)難點(diǎn):波長、頻率和波速之間的關(guān)系
教學(xué)方法:討論法
教學(xué)用具:橫波演示器、計(jì)算機(jī)多媒體
教學(xué)過程:
一、引入新課
教師用計(jì)算機(jī)幻燈(PPT)展示簡諧橫波的圖象,如圖所示:
教師提問: =0、 =0.1、 =0.2、 =0.3、 =0.4、 =0.5、 =0.6這些質(zhì)點(diǎn)的振動方向如何?請學(xué)生回答。
學(xué)生回答:
=0向下振動; =0.1速度等于0; =0.2向上振動; =0.3速度等于0; =0.4向下振動; =0.5速度等于0; =0.6向上振動
教師提問:在這些質(zhì)點(diǎn)中振動相同的是哪些點(diǎn)?
學(xué)生回答: =0 =0.4向下振動、 =0.2 =0.6向上振動、 =0.1 =0.3 =0.5速度等于0。
教師提問:在以上三組相同中又有什么不同呢?
學(xué)生回答:前兩組的質(zhì)點(diǎn)的振動是完全相同,后一組有不同的。
教師提問:振動完全相同指什么?
學(xué)生回答:指:質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度都相同。
教師提問:相鄰的振動完全相同的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離都相等嗎?請學(xué)生討論。
教師可在教室里指導(dǎo)個別學(xué)生,并與學(xué)生討論學(xué)生提出的問題。
教師總結(jié):這就是波長,用 表示,單位是米
教師板書:
一、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(diǎn)間的距離,叫波長
1、單位:米
2、符號表示:
教師提問:設(shè)波源的振動頻率(周期)是 ,則波傳播的頻率和周期是多少?
學(xué)生回答:也是
教師提問:為什么?
請學(xué)生討論
教師總結(jié):因?yàn)槊總質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動,所以每個質(zhì)點(diǎn)的振動頻率或周期也是 。
教師用橫波演示器給學(xué)生講解:經(jīng)過一個周期 ,振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個波長 ;經(jīng)過半個周期,振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于半個波長;經(jīng)過四分之一個周期,振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個波長的四分之一。
教師板書:
二、總結(jié)出波長、頻率和波速的關(guān)系:
三、應(yīng)用
例題:如圖中的實(shí)線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線.經(jīng)0.5s后,其波形如圖中虛線所示.設(shè)該波的周期 大于0.5s.
。1)如果波是向左傳播的,波速是多大?波的周期是多大?
。2)如果波是向右傳播的,波速是多大?波的周期是多大?
分析:根據(jù)題意,這列波的周期大于0.5s,所以經(jīng)過0.5s的時間,這列波傳播的距離不可能大于一個波長 .當(dāng)波向左傳播時,圖中的波峰1只能到達(dá)波峰2,而不可能向左到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.當(dāng)波向右傳播時,圖中的波峰1只能到達(dá)波峰3,而不可能向右到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.已知傳播的時間為 =0.5s,由圖可以知道波的傳播距離 ,由公式 就可以求出波速 .由圖可以知道波長 ,由公式 就可以求出周期 .
解:
1、如果波是向左傳播的,從圖可以看出,虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向左移動了6cm( 個波長),由此可求出波速為
=0.12m/s
波的周期為:
2.00s
2、如果波是向右傳播的,從圖可以看出,虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向右移動了18 cm( 個波長),由此可求出波速為
=0.36m/s
波的周期為:
0.67s
四、布置作業(yè):
探究活動
測量聲音在空氣、水、鋼鐵中的速度
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