振動(dòng)和波的圖象

1、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波波的圖象波的圖象一、教學(xué)目標(biāo)1明確波的圖象的物理意義。2從波的圖象中會(huì)求：波長(zhǎng)和振幅；已知波的傳播方向求各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，或已知某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向確定波的傳播方向；會(huì)畫(huà)出經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后的波形圖；質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程和位移。3明確振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖形的區(qū)別。4掌握波的時(shí)間周期性和空間周期性的特點(diǎn)。n二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析n1重點(diǎn)是明確波的圖象的物理意義；重點(diǎn)是明確波的圖象的物理意義；n2難點(diǎn)是對(duì)波的時(shí)間與空間周期性的理難點(diǎn)是對(duì)波的時(shí)間與空間周期性的理解與應(yīng)用。解與應(yīng)用。三、主要教學(xué)過(guò)程三、主要教學(xué)過(guò)程( (一一) )引入新課引入新課 機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)

2、里的傳播過(guò)程，從機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)里的傳播過(guò)程，從波源開(kāi)始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點(diǎn)先波源開(kāi)始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點(diǎn)先后開(kāi)始振動(dòng)起來(lái)，雖然這些質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附后開(kāi)始振動(dòng)起來(lái)，雖然這些質(zhì)點(diǎn)只在平衡位置附近做重復(fù)波源的振動(dòng)。近做重復(fù)波源的振動(dòng)。 但由于它們振動(dòng)步調(diào)不一致，所以，在某一但由于它們振動(dòng)步調(diào)不一致，所以，在某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移各不相同。時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移各不相同。為了從總體上形象地描繪出波的運(yùn)動(dòng)情況，物理為了從總體上形象地描繪出波的運(yùn)動(dòng)情況，物理學(xué)中采用了波的圖象。學(xué)中采用了波的圖象。n ( (二二) )教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 1 1

3、波的圖象波的圖象 在在平面直角坐標(biāo)系中：平面直角坐標(biāo)系中： 橫坐標(biāo)橫坐標(biāo)表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置與參考點(diǎn)的距離。與參考點(diǎn)的距離。 縱坐標(biāo)縱坐標(biāo)表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。連接各位移矢量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象，連接各位移矢量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象， 橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似，波的圖象又叫波橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似，波的圖象又叫波形圖。形圖。( (見(jiàn)課本見(jiàn)課本P P6 6) ) 縱波的圖象較為復(fù)雜，不再深入討論。簡(jiǎn)諧波的圖象縱波的圖象較為復(fù)雜，不再深入討論。簡(jiǎn)諧波的圖

4、象是一條正弦或余弦曲線。是一條正弦或余弦曲線。n n n 2波的圖象的物理意義波的圖象的物理意義n從某種意義上講，波的圖象可以看作是從某種意義上講，波的圖象可以看作是“位位移對(duì)空間的展開(kāi)圖移對(duì)空間的展開(kāi)圖”，即波的圖象具有空間，即波的圖象具有空間的周期性；同時(shí)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期波就向前傳的周期性；同時(shí)每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期波就向前傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，雖然不同時(shí)刻波的形狀播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，雖然不同時(shí)刻波的形狀不同，但每隔一個(gè)周期又恢復(fù)原來(lái)的形狀，不同，但每隔一個(gè)周期又恢復(fù)原來(lái)的形狀，所以波在時(shí)間上也具有周期性。所以波在時(shí)間上也具有周期性。3 3從波的圖象上可獲取的物理信息從波的圖象上可獲取的物理信息三三.

5、.例題分析例題分析n【例】一列簡(jiǎn)諧橫波，在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，自右向左傳播。已知在t1=0.7秒時(shí)，P點(diǎn)（3，0）出現(xiàn)第二次波峰，Q點(diǎn)的坐標(biāo)是（7，0），則以下判斷中 正確的有：n（A）質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B在t=0時(shí)刻的位移是相等的。n（B） 在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)C向上運(yùn)動(dòng)。n（C）在t2=0.9秒末時(shí)，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰。n（D）在t3=1.26秒末時(shí)，Q點(diǎn)第一次出現(xiàn)波峰。 QACBP14n【解】n從圖中可知，t = 0時(shí)刻n質(zhì)點(diǎn)A和質(zhì)點(diǎn)B分別處于波峰和波谷，位移的大小雖然都是最大值，但方向不同。n由于波向左傳播，得出C點(diǎn)在t = 0時(shí)刻是向上運(yùn)動(dòng)。n由t = 0.7秒時(shí)P質(zhì)點(diǎn)出現(xiàn)第二次波峰以及P點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，可判定在這0.7秒內(nèi)應(yīng)完成7/4次全振動(dòng)，故波的振動(dòng)周期為T(mén) = 4/70.7 = 0.4秒 。t = 0時(shí)刻A的振動(dòng)狀態(tài)（波峰）剛傳播到Q點(diǎn)時(shí)，