高二物理-波长频率和波速学习任务单

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，