機械波的圖像描述

1、第二節(jié) 機械波的圖像描述從化中學(xué) 譚偉鋒【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1.能用圖象描述橫波2.知道描述波的特征物理量：波速、波長、頻率（周期）3.理解波速、波長、頻率（周期）的關(guān)系二、過程與方法1.通過類比機械振動圖象可以用來描述簡諧振動，類推出機械波的圖象則可以用來描述機械波的運動規(guī)律2.通過回憶描述物體的運動物理量有時間、位移、速度等，而機械波也是物體運動形式之一，類推出波的特征物理量：頻率（周期）、波長、波速三、情感態(tài)度與價值觀學(xué)生通過經(jīng)歷本節(jié)的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)邏輯推理的抽象思維，懂得遇到問題時利用已有的知識進行推理、類比，進行學(xué)習(xí)與提高【教學(xué)重點、難點】1重點：繪制波的圖象，判斷質(zhì)點振動方向

2、、振幅、傳播方向、波長2難點：波長、頻率、波速三概念的關(guān)系及定義【教學(xué)用具】1波動演示儀2演示波的圖象用的教學(xué)課件【教學(xué)方法】1.講授法2.歸納總結(jié)法、事例分析法【教學(xué)過程】教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容和教師組織活動學(xué)生主體活動新課引入復(fù)習(xí)提問問題1：機械波形成條件是什么？問題2：機械波特點是什么？問題3：機械波的實質(zhì)是什么？問題4: 波的種類有幾種?提出問題：前面我們所學(xué)過的機械振動的圖像的物理意義是什么？教師歸納：機械振動的圖像的物理意義是描述某一時刻振子的運動情況。提出問題：那么機械波是否也能利用圖像來描述它的運動規(guī)律呢？我們又怎樣正確地畫出圖像來形象地描述機械波？學(xué)生舉手回答：1.條件：波源、介質(zhì)

3、2.特點：介質(zhì)中質(zhì)點不遷移3.實質(zhì)：傳播振動形式和傳遞能量4.波的種類: 橫波 縱波 新課教學(xué)波的圖象波傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點不隨波一起傳播若以波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置作為橫坐標(biāo)X，以某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移為縱坐標(biāo)Y，描點便可得到波的圖象問題：從波的圖象可以求什么？教師歸納：從圖象可以直接讀出振幅、波長?？汕笕我毁|(zhì)點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)。在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向(后邊的質(zhì)點總是追隨著前面的質(zhì)點)。教師歸納：確定質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向常用的方法是：微平移法和同側(cè)法（下圖示）討論與交流：波動圖象與振動圖象的聯(lián)系

4、和區(qū)別教師總結(jié)歸納：學(xué)生回憶交流：學(xué)生閱讀課本思考學(xué)生觀察思考討論學(xué)生討論交流波長、頻率和波速教師：在物理中，一些物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律等，都需要用物理量進行描述。同樣，機械波及其傳播過程，也需要一些物理量進行描述。我們來學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速。問題1：波長、頻率和波速的定義是什么？問題2：在波的圖像上怎樣確定？ 教師歸納注意的幾個問題：波長：（1）“位移總相等” 的含義是“每時每刻都相等”。 （2）位移總相等的兩個質(zhì)點，其速度也總是相等的。在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等于波長。（3）相距整數(shù)倍

5、的質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相反的。頻率（周期）：（1）、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時周期（或頻率）保持不變。（2）、每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。（3）、每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。波速：（1）波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。（2）一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即s=vt.（3）要區(qū)分波速與質(zhì)點振動速度的含義。 （4）聲波在空氣中傳播速度最小，在液體中傳播速度較大，在固體中傳播速度最大學(xué)生閱讀課本回答問題1.在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫做波的波長。2.波源質(zhì)點振動

6、的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。3.單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系。問題：在波動中，每經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長。由此我們可以找到、T（或f）和v三者之間的關(guān)系。請同學(xué)們推導(dǎo)教師：1、v=/T2、v=f學(xué)生自行推導(dǎo)小結(jié)一.波的圖象表示在波的傳播方向上，媒質(zhì)中大量質(zhì)點在同一時刻相對平衡位置的位移的曲線。(1)對于簡諧波來說，波的圖象是按正弦曲線變化的。(2)波的圖象表示某一時刻，各質(zhì)點離開平衡位置的位移，而不是振動質(zhì)點排列而形成的圖案(由于橫波質(zhì)點的排列與波形相似，故誤認為波的圖象是質(zhì)點的排列)。（3）從圖象可以直

7、接讀出振幅、波長。（4）可求任一質(zhì)點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)。（5）在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向(后邊的質(zhì)點總是追隨著前面的質(zhì)點)。（6）波動圖象與振動圖象的比較二. (1)波長在波的傳播方向上，兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點之間的距離叫做波長，波長反映了波的空間周期性。對于橫波，相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的距離等于波長；對于縱波，相鄰的兩個密部或相鄰的兩個疏部之間距離等于波長(2)頻率f機械波的頻率表明機械波在單位時間的頻繁程度。機械波的頻率等于振源的頻率。(3)波速V波的傳播速度，即振動形式的傳播速度，也是能量的

8、傳播速度。波速：V=/T=S/t。三. 波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系。 1、v=/T2、v=f鞏固練習(xí)例1、當(dāng)波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，保持不變的物理量是：A、波長 B、波速 C、頻率 D、周期例2、在波的傳播過程中，下列說法正確的是：A、每個質(zhì)點的振動頻率都等于波源頻率B、波速由介質(zhì)決定C、波的頻率與介質(zhì)無關(guān)D、振動情況完全相同的質(zhì)點間的距離等于一個波長3.已知一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖所示，圖中位于a、b兩處的質(zhì)點經(jīng)過四分之一周期后分別運動到a，b處，則下列判斷正確的是：A可知波的傳播方向 B可知波的傳播速度 C可知波的周期 D可知波的波長4一簡諧橫波在x軸上傳播，波源振動周期T=0.1s，在某一時刻的波形如圖所示，且此時a點向下運動，則 ( ) A波速為20ms，波向x軸正方向傳播 B波速為10ms，波向x軸負方向傳播 C波速為20ms，波向x軸負方向傳播 D波速為10ms，波向x軸正方向傳播5如圖所示，在xy平面內(nèi)有一沿x 軸正方向傳播的簡諧橫波，