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1、北京市第十八中学 高二物理选修3-4人教版第十二章 第3节 学习任务单 课型:新授课 执笔:高喜存 时间: 2020.6PAGE 第页 PAGE 3课题:6、波长 频率 和波速【学习目标】1. 通过多媒体和动画演示,知道并理解波长、频率和波速。2. 了解决定波长、频率和波速的因素。3能进一步认识波动图像,并从图像中获取相关信息能对实际问题进行讨论和计算。4、体会概念的建构过程,提升整合能力。【学习重点】1. 理解波长、频率和波速及其关系。 2. 会用类比的方法得出新知识,学会从大概念的角度进行知识整合。【学习难点】1、理解波长的含义。 2、波长、频率和波速的决定性因素。【学习过程】一、建构概念
2、(寻找描述波的物理量波长、频率和波速)步骤:1、观看动画,找寻振动总是相同的质点位置特点。 2、从波的空间周期性的角度简单准确给出波长的定义。 3、思考横波波长的其他找寻方法。 4、观看动画模拟,找寻纵波波长的读取方法。 5、从波的时间周期性的角度给出周期和频率的物理意义。二、波长、频率和波速的关系及决定因素步骤:1、类比匀速运动的公式,找到波长、频率和波速的量化关系。 2、从波的形成条件,寻找波动频率跟波源频率的关系。 3、阅读教材声速数据资料,感受决定波速的因素。 4、实例分析,感受决定波长的因素。 5、类比整合具备波速公式特点的其他所学公式。 三、应用实例如何确定下一刻波形?例题2 图中
3、实线是一列正弦波在某一时刻的波形曲线。经过0.5后,其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。 如果波是向左传播的,波的波速是多大?波的周期是大? 如果波是向右传播的,波的波速是多大?波的周期是大?【课堂总结提升】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?【课后练习】1、如图所示 ,有一条均匀的绳,0、1、2、3、4是绳上一系列等间隔的点。有一列简谐横波沿此绳传播。某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图 (b)所示(其他点的运动情况未画出),其中12的位移为零,向上运动,点9的位移达到最大值。试在图 (c)中画出再经过3/4周期时点3、4、5、
4、6的位置和速度方向,其他点不必画(a、b、c图中的横纵坐标相同)。2、如图所示,沿波的传播方向上有两个相距为1m的质点P和Q,当P达到负最大位移处时,Q正好处于平衡位置且向上运动。那么这列波的波长可能为多少?【课后巩固练习答案及解题思路】解题思路:我们先描绘出此时刻的波形图,由质点10往上振,可以知道它前面的质点在它的上方,即9是它前面的质点,所以波是向右传播的。寻找再经过3/4周期后的波形,我们可以采用平移法,当然也可以采用我们前面所学的特殊点法。如果用平移法,质点0的振动形式再经过3/4周期应该向右传播了3/4波长,即到达了质点9,质点2的振动形式向右传播到了质点10,以此类推,表现为整个
5、波形向右运动了3/4波长,如图中实线波形的运动情况。然后将波形延展下去就得到了前面质点的波形,如黑色虚线所示。所以,3456四个质点的位置如c图中所示。又因为质点振动到平衡位置时的振动速度是最大的,所以,4质点的振动速度比3质点的小一点儿,5质点的再小一点儿,6质点在最大位移处,振动速度是0.(b)答案:(b)(c)(c)解题思路:由于波的空间周期性,可能会出现多解的问题。那怎么去思考这个问题呢?我们不妨先随意画出一些波形,然后找到题目中所描述的那个点。比如,质点P达到负向最大位移,即处于波谷处;质点Q正好处于平衡位置向上振,可以看到处于平衡的质点可以有很多,但是因为波是向右传播的,所以处于平
6、衡位置质点Q又正在向上振的,应该是它前方的质点在它的左侧且位于上方,所以这个黄色的波形中的这个点就匹配,而它前方正处于平衡位置的那个质点就不是,因为它正在往下振动,这样PQ间对应的距离是3/4个波长。由于波具有空间周期性,实际上相隔完整波长的质点的振动状态都是一样的,所以有可能是红色波这样的情况,它对应的PQ间的距离是3/4个波长再加一个波长;也有可能是这个紫色的波形中情况,它对应的PQ间的距离是3/4个波长再加两个波长还有可能是它对应的PQ间的距离是3/4个波长再加3个波长,等等都是有可能的;当PQ间距离是3/4个波长时可以算出一个对应的波长,当PQ间距离是1又3/4个波长时还可以算出一个对应的波长,等等,
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