高中人教物理選擇性必修一3.2波的描述（導(dǎo)學(xué)案）同步備課 - 副本

1、3.2波的描述1.了解波的圖像，知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量，知道什么是簡諧波。2了解什么是波傳播的周期（頻率），理解周期與質(zhì)點振動周期的關(guān)系。3決定波的周期的因素，并知道其在波的傳播過程中的特點。4波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會應(yīng)用這一關(guān)系進行計算和分析實際問題?！局攸c】理解波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會應(yīng)用這一關(guān)系進行計算和分析實際問題。【難點】能夠區(qū)分振動圖像與波形圖各自的物理意義，并清楚他們之間的聯(lián)系?！菊n前自主學(xué)習(xí)】知識前置簡諧橫波的圖象：（1）縱軸y代表介質(zhì)中每個質(zhì)點偏離 的 。（2）橫軸x代表介質(zhì)中每個質(zhì)點 。（3）振幅A：表

2、示介質(zhì)中各個質(zhì)點偏離平衡位置的 。題中振幅A= cm。（4）質(zhì)點的振動方向與橫波的傳播方向關(guān)系的判斷方法： 、 、 、 （5）機械波的周期T（頻率f）：除波源外，介質(zhì)中各質(zhì)點都做 振動，因此，任一質(zhì)點的振動周期T（頻率f）都和 相同，也叫機械波的周期。即機械波的T（f）由 決定。（6）波長：波動中，振動情況總是 的兩個 質(zhì)點間的距離。（7）波速：一般認(rèn)為機械波在介質(zhì)中勻速傳播， = 。波速由 決定。波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，波的頻率 ，波速 ，波長 。 機械波的傳播速度與質(zhì)點的振動速度大小的關(guān)系： 。（8）一個周期內(nèi)，質(zhì)點完成一次全振動通過的路程為 。【思考問題】1波的圖像和振動圖像區(qū)別？2

3、波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系？二、新知學(xué)習(xí)1.想一想：觀察水波，可以看出波在空間、時間上具有周期性，我們能否用圖像的方法來描述一列波呢？如果能，坐標(biāo)軸表示的是什么物理量？過去我們研究的是單個質(zhì)點的運動情況，用 x-t 圖像可以很方便地描述質(zhì)點在任意時刻的位移。而波卻是很多質(zhì)點的運動，在同一時刻各個質(zhì)點的位移都不盡相同，不方便用 x-t 圖像來描述。能否用其他的圖像來描述波呢？我們以橫波為例研究波的圖像（一）波的圖像振動圖像波的圖像圖線研究對振動質(zhì)點連續(xù)介質(zhì)橫坐標(biāo)時間t各質(zhì)點的平衡位置縱坐標(biāo)圖像反映的物信息波的圖象的物理意義波的圖象表示介質(zhì)中各個質(zhì)點在某一時刻(同一時刻)偏

4、離平衡位置的位移的空間分布情況。在機械波波的圖象中包含的信息1)、該時刻沿波的傳播方向上各質(zhì)點的位移；2)、各個質(zhì)點的振幅A ; 3)、能根據(jù)波的傳播方向判斷各個質(zhì)點在該時刻的運動方向；4)、可以畫出另一時刻的波形圖。 （二）波長、頻率和波速我們認(rèn)識和理解波的圖像的基礎(chǔ)上，我們再來學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速1波長（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_在波的傳播過程中，由于波源質(zhì)點的振動，而帶動相鄰的質(zhì)點依次振動，各個質(zhì)點振動的_，都與波源質(zhì)點的振動_相同。所以波的傳播是具有_因此，為了描述波的傳播過程，還需要引入物理量周期和頻率。2周期（T

5、）、頻率（f）波源質(zhì)點振動的周期（或頻率）也就是波傳播的周期（頻率）。1）波源質(zhì)點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。由于波的周期（或頻率）就是波源質(zhì)點振動周期（或頻率），所以波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時周期（或頻率）_。波動每經(jīng)過一個_ _的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。每經(jīng)過一個_ 的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。從波的圖像變化情況，我們可以看到，每經(jīng)歷一個周期，原來時刻的波形圖形狀不會發(fā)生改變，這正體現(xiàn)了波動的_ _。每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變。波源質(zhì)點作簡諧運動時，在它的帶動下，介質(zhì)中的各個質(zhì)點先后從平

6、衡位置做_。這種狀態(tài)在介質(zhì)中就由近及遠(yuǎn)地向前傳播出去。由此我們看到，波的傳播是有一定速度的。波速（v）波速的含義和物體運動速度的含義是相同的。波速描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度。（1）單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做_。即v=s/t同一振動在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，也就是說，同一列波在不同介質(zhì)中傳播的_不同。由此我們還可以想到，在同一均勻介質(zhì)中，同一列波的波速應(yīng)是_。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_。一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即s=vt。波速和質(zhì)點振動的速度有著完全不同的含義。前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值，后者的大小和方向都是隨_改變的。要區(qū)分波

7、速與質(zhì)點振動速度的含義。4波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系。在波動中，每經(jīng)過一個_，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。（1）v=/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、與f還應(yīng)有如下對應(yīng)關(guān)系。（2）v=f由上式我們還可以這樣理解波速這個物理量，波速等于波長和頻率的乘積。這個關(guān)系雖然是從機械波得到的，但是它對于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。四個物理量之間的聯(lián)系：_1（單選）振源A帶動細(xì)繩振動，某時刻形成的橫波波形如圖所示，則在波傳播到細(xì)繩上一點P時開始計時，下列四個圖形中能表示P點振動圖象的是()ABCD2（單選）如圖所

8、示，位于介質(zhì)和分界面上的波源S，產(chǎn)生兩列分別沿x軸負(fù)方向與正方向傳播的機械波若在兩種介質(zhì)中波的頻率及傳播速度分別為f1、f2和v1、v2，則()Af12f2，v1v2Bf1f2，v10.5v2Cf1f2，v12v2Df10.5f2，v1v23.(單選）如圖所示是一列沿x軸傳播的簡諧橫波在某時刻的波形圖，已知質(zhì)點a的運動狀態(tài)總是滯后于質(zhì)點b的運動狀態(tài)0.5 s，質(zhì)點b和質(zhì)點c之間的距離是5 cm，下列說法中正確的是()A 此列波沿x軸正方向傳播B 此列波的頻率為2 HzC 此列波的波長為10 cmD 此列波的傳播速度為5 cm/s4.(多選)如圖為某一向右傳播的橫波在某時刻的波形圖,則下列敘述中

9、正確的是()A.經(jīng)過半個周期,質(zhì)點C將運動到E點處B.M點和P點的振動情況時刻相同C.A點比F點先到達(dá)最低位置D.B點和D點的振動步調(diào)相反E.A點和E點的振動步調(diào)相同5（單選）質(zhì)點A做簡諧運動,其振動圖象和t=1.6 s時刻的波的圖象如圖甲、乙所示,則下列說法正確的是()A.t=1.6 s時質(zhì)點A向上運動,波向左傳播B.t=1.6 s時質(zhì)點A向上運動,波向右傳播C.t=1.6 s時質(zhì)點A向下運動,波向左傳播D.t=1.6 s時質(zhì)點A向下運動,波向右傳播6.一列簡諧橫波沿x軸傳播,圖甲是t=1 s時的波形,圖乙是該波中某振動質(zhì)點的位移隨時間變化的圖象(兩圖用同一時間起點)。(1)若該波沿x軸負(fù)方

10、向傳播,圖乙可能是圖甲中哪個質(zhì)點的振動圖象;若該波沿x軸正方向傳播,則圖乙可能是圖甲中哪個質(zhì)點的振動圖象。A.x=0處的質(zhì)點B.x=1 m處的質(zhì)點C.x=2 m處的質(zhì)點D.x=3 m處的質(zhì)點(2)設(shè)該波沿x軸負(fù)方向傳播,畫出x=3 m處的質(zhì)點的振動圖象。 參考答案【答案】C【解析】由圖可知，振源開始起振的方向向下所以，振動形式傳到質(zhì)點P時，質(zhì)點P從平衡位置開始先向下振動，故P點的振動圖象如選項C所示2.【答案】C【解析】波的頻率與波源的振動頻率相同，與介質(zhì)無關(guān)，所以f1f2，由圖知1L,32L，得122，由vf，得v12v2，故選項C正確3.【答案】B【解析】a的運動狀態(tài)比b滯后0.5 s，說

11、明波向x軸負(fù)向傳播，故A錯誤；a的運動狀態(tài)比b滯后0.5 s，說明周期T1 s，此列波的頻率為f1 Hz，故B錯誤；質(zhì)點b和質(zhì)點c之間的距離是5 cm，所以該波的波長是5 cm，故C錯誤；波速為v5 cm/s，故D正確4.【答案】CDE【解析】各質(zhì)點在各自的平衡位置附近振動,不隨波遷移,所以經(jīng)過半個周期,質(zhì)點C會回到平衡位置,不會運動到E點處,A錯誤;M點和P點的振動相差小于1個周期,振動情況不會時刻相同,B錯誤;波向右傳播,F點和A點都向上振動,A點先到達(dá)最低位置,C正確;B點和D點的振動相差半個周期,所以振動步調(diào)相反,D正確;A點和E點的振動相差1個周期,所以振動步調(diào)相同,E正確。5.【答案】B【解析】由振動圖象可得質(zhì)點A在t=1.6 s時正向上運動,再結(jié)合波的圖象可以得出,波向右傳播,故B正確?！敬鸢浮?1)AC(2)見解析圖【解析】(1)當(dāng)t=1 s時,由圖乙可知,此時質(zhì)點在平衡位置