河北省唐山市开滦第二中学高中物理 12.3 波长、频率和波速导学案 新人教版选修3-4VIP免费

河北省唐山市开滦第二中学高中物理12.3波长、频率和波速导学案新人教版选修3-4【学习目标】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象和波的传播方向，正确画出下一时刻和前一时刻的波的图象。重点：利用波的图象和波长、频率、波速之间的关系解决实际问题难点：用波长、频率和波速之间的关系进行计算和分析问题【学习内容】课前自学（认真阅读教材p29-p30，独立完成下列问题）一、波长（λ）1、概念：叫做波的波长。强调：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。二、周期（T）和频率（f）1、波的周期（或频率）：强调：波的周期（或频率）由波源决定，同一列波在不同介质中传播时周期（或频率）保持不变；三、波长、周期（频率）和波速的关系1、叫波速．它反映振动在介质中传播的快慢程度。2、波速等于波长和频率的乘积，公式：3、经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于。强调：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．4．机械波在介质中的传播速度为v＝________＝________，该式对于以后要学习的电磁波也适用。5．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，波速是________的。学习过程问题一：对于“波长”概念的理解（针对预习讲评）解读：“相邻的”和“位移总是相等”是波长定义的关键，二者缺一不可．例如，某时刻的波形如图10.3－l所示，在此时刻，图中P、Q、R、S、M五个质点位移相等．因P、Q振动方向相反，故经一段很短的时间到下一时刻，P、Q位移不再相等，所以P、Q之间的距离不是一个波长；初时刻R和M与P的位移相等且振动方向相同，在以后的时间里任一时刻，它们的位移都相等，但R与P是“相邻”的而M与P则不是，所以P与R、R与M之间的距离是一个波长，而P与M之间的距离不是一个波长．1根据波长的定义可知，在波的传播方向上，相距为波长整数倍的质点，振动情况完全相同，进一步分析可知，相距半波长奇数倍的质点振动情况完全相反．如图10.3－l所示，O、B、D等质点的振动情况完全相同，而O与A、O与C、A与B等振动情况完全相反．问题二：波长与介质质点振动的关系解读：（1）质点完成一次全振动，波向前传播一个波长，即波在一个周期内向前传播一个波长．可推知，质点振动1／4周期，波向前传播1／4波长；反之，相隔1／4波长的两质点的振动的时间间隔是1／4周期．并可依此类推．（2）相隔距离为整数个波长的点的振动完全相同，把振动完全相同的点称同相点．波长反映了波在空间的周期性．相距一个（或整数个）波长的两个质点离开平衡位置的位移“总是”相等，因此，它们的振动速度大小和方向也“总是”相同，即它们在任何时刻的振动完全相同．因而波长显示了波的空间的周期性．据此，可以丢掉一段整数个波长的波形，剩下的波的图象与原来的波形图象完全相同．利用此种特性可以把相隔较远（至少大于一个波长）的两个质点移到同一波长内（或在同一波长内找到振动完全相同的替代质点）比较它们的振动．（3）相隔距离为半波长的奇数倍的两点的振动完全相反，这种点称反相点．距离为（2n+1）2（n＝0，1，2，3……）的两点，任何时刻它们的位移大小相等、方向相反，速度也是大小相等、方向相反，会同时一个在波峰、一个在波谷或同时从相反方向经过平衡位置．（三）【解题技法点拨】己知波速和波形，如何画出再经t时间后的波形图？（1）平移法：根据波在传播过程中每向前传播一个波长的距离，其波形复原．先算出经t时间波传播的距离x＝v·t，再将波形沿波的传播方向平移x即可．因为波动图象的重复性，若知波长，则波形平移n入时波形不变，故当x=n+x时，可采...