高中物理：《機械波》教案(新人教選修3-4)

1、3-4-2機械波83、機 械波 橫波和 縱波 橫波的 圖象I1 .波可以傳播能量，也可以傳播信息，（振動形式的傳播）2 .橫波圖象：表示某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置位移情況。舟-質(zhì)點 的振動總是重復(fù)前一質(zhì)點的振動；特別要能判斷質(zhì)點振動方向或波的傳播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波傳播的距離與質(zhì)點的路程是/、同的。3.波動圖象表示各個質(zhì)點”在某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質(zhì)中某個質(zhì)點”在各個時刻”的位移。84、波 長、頻 率（周 期）和 波速的關(guān)系IV九=7（V由介質(zhì)決定，f由波源決定）課本P30例285、機 械波 橫波和 縱波 橫波的 圖象I1 .波可以傳播能量

2、，也可以傳播信息，（振動形式的傳播）2 .橫波圖象：表示某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置位移情況。舟-質(zhì)點 的振動總是重復(fù)前一質(zhì)點的振動；特別要能判斷質(zhì)點振動方向或波的傳播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波傳播的距離與質(zhì)點的路程是/、同的。3.波動圖象表示各個質(zhì)點”在某一時刻”的位移，振動圖象則表示介質(zhì)中某個質(zhì)點”在各個時刻”的位移。.考試說明與并記住下列內(nèi)容二.教學(xué)重點：振動圖象和波的圖象三.教學(xué)難點：機械波及其圖象四.教學(xué)過程：1 .機械波的產(chǎn)生條件：波源(機械振動)傳播振動的介質(zhì)(相鄰質(zhì)點間存在相互作用力)2 .機械波的分類機械波可分為橫波和縱波兩種。(1)質(zhì)點振動

3、方向和波的傳播方向垂直的叫橫波。(2)質(zhì)點振動方向和波的傳播方向平行的叫縱波。質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向美 系形狀舉例橫波垂直凹凸相間；有波峰、波谷繩波等縱波在同一條直線上疏密相間；有密部、疏部彈簧波、聲波等3 .機械波的傳播(1)在同一種均勻介質(zhì)中機械波的傳播是勻速的。波速、波長和頻率之間滿足公式：v=X f。(2)介質(zhì)質(zhì)點的運動是在各自的平衡位置附近的簡諧運動，是變加速運動，介質(zhì)質(zhì)點并不隨 波遷移。(3)機械波轉(zhuǎn)播的是振動形式、能量和信息。(4)起振方向：介質(zhì)中每個質(zhì)點開始振動的方向都和振源開始振動的方向相同?！纠?】如圖，沿波的傳播方向上有間距為2m的五個質(zhì)點a、b、c、d、e,均靜止

4、在各自的平衡位置。一列簡諧橫波以2m/s的速度水平向右傳播，t=0時刻波到達質(zhì)點 a,質(zhì)點a開始平衡位置向下運動，t=3s時質(zhì)點a第一次到達最高點，則下列說法中不正確的是()A質(zhì)點d開始振動后的振動周期為 4s B>t=4s時刻波恰好傳到質(zhì)點eCt=5s時質(zhì)點b到達最高點abcdeD在3s<t<4s這段時間內(nèi)質(zhì)點c速度方向向上例2關(guān)于振動和波的關(guān)系，下列說法中正確的是()A、如果波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的波動也立即停止日物體作機械振動，一定產(chǎn)生機械波C波的速度即波源的振動速度D波在介質(zhì)中的傳播頻率，與介質(zhì)性質(zhì)無關(guān)，僅由波源的振動頻率決定4 .振動圖象和波的圖象振動圖象和波的

5、圖象從圖形上看好象沒有什么區(qū)別，但實際上它們有本質(zhì)的區(qū)別。(1)物理意義不同：振動圖象表示同一質(zhì)點在不同時刻的位移；波的圖象表示介質(zhì)中的各個 質(zhì)點在同一時刻的位移。(2)圖象的橫坐標的單位不同：振動圖象的橫坐標表示時間；波的圖象的橫坐標表示距離。(3)從振動圖象上可以讀出振幅和周期；從波的圖象上可以讀出振幅和波長。(4)波的圖象中，波的圖形、波的傳播方向、某一介質(zhì)質(zhì)點的瞬時速度方向，這三者中已知 任意兩者，可以判定另一個。(口訣為“上坡下，下坡上”；或者“右上右、左上左)簡諧振動簡諧橫波圖 象11 A 1坐 標橫坐標時間介質(zhì)中各質(zhì)點的平衡位置縱坐標一質(zhì)點的振動位移各質(zhì)點在同一時刻的振動位移:研

6、究對象一個質(zhì)點介質(zhì)中的大量質(zhì)點物理意義一個質(zhì)點 在不同時刻的振動位移 介質(zhì)中各質(zhì)點在同一時刻的振動位移 隨時間的變化原有圖形小變，圖線隨時間而延 伸原有波形沿波的傳播方向平移運動情況質(zhì)點做簡諧運動波在介質(zhì)中勻速傳播；介質(zhì)中各質(zhì)點做 簡諧振動簡諧振動圖象與簡諧橫波圖象的列表比較：5 .描述波的物理量一一波速、周期、波長 ：（1）波速v：運動狀態(tài)或波形在介質(zhì)中傳播的速率；同一種波的波速由介質(zhì)決定。注：在橫波中，某一波峰（波谷）在單位時間內(nèi)傳播的距離等于波速。（2）周期即質(zhì)點而歪動周麗由波源決定。（3）波長入：在波動中，振動位移總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離。注：在橫波中，兩個相鄰波峰（波谷）之間的

7、距離為一個波長。結(jié)論：（1）波在一個周期內(nèi)傳播的距離恰好為波長。由此：v=X /T='f; X=vT.機械波的頻率由波源決定，而傳播速度由介質(zhì)決定，波長由波源和介質(zhì)決定。（2）質(zhì)點振動nT （波彳播n入）時，波形不變。（3）相隔波長整數(shù)倍兩質(zhì)點，振動狀態(tài)總相同；相隔半波長奇數(shù)倍的兩質(zhì)點，振動狀態(tài)總相反。6.波的傳播是勻速的，介質(zhì)質(zhì)點的運動是簡諧運動（是一種變加速運動）在一個周期內(nèi)，波形勻速向前推進一個波長。n個周期波形向前推進 n個波長（n可以是任意正數(shù)）。因此在計算中既可以使用 v八f,也可以使用v=s/t,后者往往更方便。任何一個介質(zhì)質(zhì)點在一個周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是4A,在半個周期內(nèi)

8、經(jīng)過的路程都是2A,但在四分之一個周期內(nèi)經(jīng)過的路程就不一定是A 了?！纠?】如圖所示為波源開始振動一個周期的波形圖，設(shè)介質(zhì)中質(zhì)點振動的周期為T,下面說法正確的是（）A若M點為波源，則 M點開始振動的方向向下人日若N點為波源，則P質(zhì)點振動了 3T/4的時間. 公、C若M為波源，則P質(zhì)點振動了 3T/4的時間ND若N為波源，則該時刻 P質(zhì)點的動能最小例4已知一列在彈性繩上傳播的簡諧橫波在某一時刻的波形，則下列說法正確的是（）A、只要繩上一點（速度不為零的點）的振動速度方向已知，就可確定波的傳播方向日只要波的傳播方向已知，就可確定此時繩子上任一點（速度不為零的點）振動的速度方向C波的周期等于繩上每一

9、點的振動周期D波在傳播過程中，繩子上的各質(zhì)點將以波的傳播速度沿著波形運動例5呈水平狀態(tài)的彈性繩，左端在豎直方向做周期為0.4 s的簡諧振動，在t = 0時左端開始向上振動，則在t= 0.5 s時，繩上的波可能是圖中的（）hEnAB。D例6如圖實線是某時刻的波形圖象，虛線是經(jīng)過0.2s時的向右傳播的波形圖象。求:波傳播的可能距離可能的周期（頻率）可能的波速若0.2s小于一個周期時，傳播的距離、周期（頻率）、波速。課后作業(yè)：1.下列關(guān)于簡諧振動和簡諧波的說法，正確的是（）A.媒質(zhì)中質(zhì)點振動的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B.媒質(zhì)中質(zhì)點振動的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C.波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點

10、振動的方向一致D.橫波的波峰與波谷在振動方向上的距離一定是質(zhì)點振幅的兩倍2.類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過歸類和比較，有助于掌握新知識，提高學(xué)習(xí)效率。在類 比過程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對機械波和電磁波進行類比，總 結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確 的是（） A.機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系，對電磁波也適用B.機械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D.機械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波3 . 一簡諧機械波沿 x軸正方向傳播，周期為 T,波長為九。若在x=0處質(zhì)點的振動圖像如右 圖 所示，則該波在t=T/2時刻的波形

11、曲線為（）6.圖甲為一列簡諧橫波在t=0.10s時刻的波形圖，P是平衡位置為x=1 m處的質(zhì)點，Q是平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點，圖乙為質(zhì)點 Q的振動圖象，則（）A.t=0.15s時，質(zhì)點Q的加速度達到正向最大B.t=0.15s時，質(zhì)點P的運動方向沿y軸負方向C.從t=0.10s到t=0.25s,該波沿x軸正方向傳播了 6 m4 .同一音叉發(fā)出的聲波同時在水和空氣中傳播，某時刻的波形曲線見圖，下說法正確的是 （ ）A.聲波在水中波長較大，b是水中聲波的波形曲線。B.聲波在空氣中波長較大，b是空氣中聲波的波形曲線C.水中質(zhì)點振動頻率較高，a是水中聲波的波形曲線D.空氣中質(zhì)點振動頻率較高，a是空氣

12、中聲波的波形曲線5.圖示為一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波，實線為 t=0時 刻的波形圖，虛線為t=0.6 s時的波形圖，波的周期 T>0.6 s , A.波的周期為2.4 sB.在t=0.9s時，P點沿y軸正方向運動C.經(jīng)過0.4s , P點經(jīng)過的路程為 4mD.在t=0.5s時，Q點到達波峰位置7 .一列波長大于1m的橫波沿著x軸正方向傳播，處在xi =1m和x2 =2m的兩質(zhì)點A、B的 振動圖像如圖所示。由此可知（）A.波長為4 m8 .波速為 1m/s"'I ''二；、C. 3s末A、B兩質(zhì)點的位移相同_VD. 1s末A點的振動速度大于 B點的振動速度8 .彈性繩沿x軸放置，左端位于坐標原點，用手握住繩的左端，當t=0時使其開始沿y軸做振幅為8cm的簡諧振動，在t= 0.25s時，繩上形成如圖所示的波形，則該波的波速cm/s , t =時，位于x2= 45cm的質(zhì)點N恰好第一次沿 y軸正向通過平衡位置。9 .在t =0時刻，質(zhì)點A開始做簡諧運動，其振動圖象如圖乙所示。質(zhì)點A振動的周期是 s； t=8s時，質(zhì)點A的運動沿y軸的方向（填“正”或“負”）；質(zhì)點B在波動的耳傳播方向上與 A相距16m ,已知波的傳播速度為 2m/s，在t