第三节：波长、频率和波速示范教案
教学目标
（一）知识目标
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；（二）能力目标:培养学生阅读材料、识别图象、钻研问题的能力．
教学重点:波长、频率和波速之间的关系
教学难点:波长、频率和波速之间的关系
教学方法:讨论法
教学用具:横波演示器、计算机多媒体
教学步骤
一、引入新课
教师用计算机幻灯（PPT）展示简谐横波的图象，如图所示：
教师提问：=0、=0.1、=0.2、=0.3、=0.4、
=0.5、=0.6这些质点的振动方向如何？请学生回答。

学生回答：
=0向下振动；=0.1速度等于0；=0.2向上振动；=0.3速度等于0；=0.4向下振动；=0.5速度等于0；=0.6向上振动
教师提问：在这些质点中振动相同的是哪些点？
学生回答：=0 =0.4向下振动、=0.2 =0.6向上振动、=0.1 =0.3 =0.5速度等于0。

教师提问：在以上三组相同中又有什么不同呢？
学生回答：前两组的质点的振动是完全相同，后一组有不同的。

教师提问：振动完全相同指什么？
学生回答：指：质点的位移、回复力、加速度、速度都相同。

教师提问：相邻的振动完全相同的质点间的水平距离都相等吗？请学生讨论。

教师可在教室里指导个别学生，并与学生讨论学生提出的问题。

教师总结：这就是波长，用表示，单位是米
教师板书：
一、波长：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，叫波长
1、单位：米
2、符号表示：
教师提问：设波源的振动频率（周期）是，则波传播的频率和周期是多少？
学生回答：也是
教师提问：为什么？
请学生讨论
教师总结：因为每个质点都在做受迫振动，所以每个质点的振动频率或周期也是。

教师用横波演示器给学生讲解：经过一个周期，振动在介质中的传播的距离等于一个波长；经过半个周期，振动在介质中的传播的距离等于半个波长；经过四分之一个周期，振动在介质中的传播的距离等于一个波长的四分之一。

教师板书：
二、总结出波长、频率和波速的关系：
三、应用
例题：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?
分析：根据题意，这列波的周期大于0.5s，所以经过0.5s的时间，这列波传播的距离不可能大于一个波长.当波向左传播时，图中的波峰1只能到达波峰2，而不可能向左到达更远的波峰.当波向右传播时，图中的波峰1只能到达波峰3，而不可能向右到达更远的
波峰.已知传播的时间为＝0.5s，由图可以知道波的传播距离，由公式就可以求出波速.由图可以知道波长，由公式就可以求出周期．解：
1、如果波是向左传播的，从图可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向左移动了6cm(个波长)，由此可求出波速为
＝0.12m/s
波的周期为：
2.00s
2、如果波是向右传播的，从图可以看出，虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移动了18 cm(个波长)，由此可求出波速为
=0.36m/s
波的周期为：
0.67s
波动问题的多解性：
波在传播过程中由于时间上的周期性、空间上的周期性、及传播方向的双向性是导致波动问题的多解性的原因，若加限定条件，可使无限解转化为有限解或唯一解，具体表现在：
⒈波的传播方向不确定必有两种可能解
⒉波形变化时间与周期关系不确定必有系列解
⒊波形移动距离与波长关系不确定必有系列解
例:一列波在t1时刻的波形图如图中的实线所示，t2时刻的波形图如图中的虚线所示，已知Δt=t2- t1=0.5S,求
①这列波可能的波速？
②若波速为68m/s ，这列波向哪个方向传播？
y/cm
5
o 2 4 6 8 10 12 14 x/cm
-5
①向右：V=4(4n+1)，向左：V=4(4n+3) ②向左
例:如图，一根张紧的水平绳上有相距14m 的a 、b 两点，b 点在a 点的右方，当一列简谐波沿此绳向右传播时，若a 点处于波峰位置时，b 点恰处于平衡位置，且向下运动，经过1.00秒后，a 位于平衡位置，且向下运动，而b 点恰处于波谷位置，求这列波可能的波速？(V=14(4n+1)/ (4k+3)) 同步训练
1．由原点O 处的波源发生的一列简谐波沿x 轴正向传播，在t=0时刻的波形曲线如图10－25所示，已知这列波的质点P 连续出现两次波峰的时间间隔为0.4s ，则（ ） A. 这列波的波长为5cm B. 这列波的传播速度为10m/s
C. 当t=0.7s 时，质点Q 第一次到达波峰
D. 质点Q 到达波峰时，质点P 恰好到达波谷
2．如图10－26所示为一简谐波在t 1=0时刻的波的图象，波的传播速度v=2m/s ，质点M 在平衡位置上，求从t 1=0到t 2=2.45s 这段时间内，质点M 通过的路程和位移各多大？
3．如图10－27所示，A 、B 一列简谐横波中的两点，某时刻，A 正处于正向最大位移处，另一点B 恰好通过平衡位置向-y 方向振动。

已知A 、B 的横坐标分别为x A =0,x B =70m ，并且波长λ符合不等式：20m<λ<80m ,求波长λ. 四、布置作业：
y/cm 2
-2
O P 12
3
4
5678910
x/m
Q
x/m
5-5
00.4
20406080
A O
B
y
x/m
典型例题
典型例题1——关于波长的求解
绳上有一简谐横波向右传播，当绳上某一质点A向上运动到最大位移时，在其右方相距0.30m的质点B刚好向下运动到最大位移.已知波长大于0.15m，则该波的波长等于多少？
解：由得：（=0，1，2，3……）
当=0时，=0.6（m）
当=1时，=0.2（m）
当=3时，=0.12（m）
因为大于0.5m，故该波波长可能为0.6m或0.2m.
典型例题2——关于波形的变化
如图是一列简谐波在某一时刻的波形，已知点此时向下运动，则波的传播方向如何？并画出前的波形．
解：质点A向下运动，由波的成因法或逆向描波法可知该列波向左传播．
用特殊点法画波形：O点此时向上，B点此时在最大值处，故前O在负最大位移O ‘，处，B在平衡位置，且向上运动，按正弦规律做出如图中虚线所示的波形．用波的平移法：波形传播特点只要将整个波形向右平移，也可以得出．。