（2021新人教版）高中物理选修性必修第一册3.2波的描述-教案.docx

1、1 / 9 波的描述波的描述 【教学目标】【教学目标】 一、知识与技能一、知识与技能 1能用图象描述横波。 2知道描述波的特征物理量：波速、波长、频率（周期） 。 3理解波速、波长、频率（周期）的关系。 二、过程与方法二、过程与方法 1通过类比机械振动图象可以用来描述简谐振动，类推出机械波的图象则可以用 来描述机械波的运动规律。 2通过回忆描述物体的运动物理量有时间、位移、速度等，而机械波也是物体运 动形式之一，类推出波的特征物理量：频率（周期） 、波长、波速。 三、情感态度与价值观三、情感态度与价值观 学生通过经历本节的学习过程，培养逻辑推理的抽象思维，懂得遇到问题时利用已 有的知识进行推理

2、、类比，进行学习与提高。 【教学重点】【教学重点】 绘制波的图象，判断质点振动方向、振幅、传播方向、波长。 【教学难点】【教学难点】 波长、频率、波速三概念的关系及定义。 【教学准备】【教学准备】 1波动演示仪。 2 / 9 2演示波的图象用的教学课件。 【教学方法】【教学方法】 1讲授法。 2归纳总结法、事例分析法。 【教学过程】【教学过程】 一、复习提问、新课导入一、复习提问、新课导入 问题 1：机械波形成条件是什么？ 问题 2：机械波特点是什么？ 问题 3：机械波的实质是什么？ 问题 4：波的种类有几种？ 提出问题：前面我们所学过的机械振动的图像的物理意义是什么？ 教师归纳： 机械振动的

3、图像的物理意义是描述某一时刻振子的运动情况。 提出问题： 那么机械波是否也能利用图像来描述它的运动规律呢？我们又怎样正确 地画出图像来形象地描述机械波？ 二、新课教学二、新课教学 （一）波的图像 波传播过程中， 介质中质点不随波一起传播若以波的传播方向上各个质点的平衡位 置作为横坐标x，以某一时刻各质点偏离平衡位置的位移为纵坐标y，描点便可得到波 的图象。 3 / 9 教师用动画演示波的图像： 波的图象的画法： 将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连 接起来。 问题：从波的图象可以求什么？ 教师归纳： 从图象可以直接读出振幅、波长。 可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移（包

4、括大小和方向） 。 在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向（后边 的质点总是追随着前面的质点） 。 4 / 9 教师归纳： 确定质点的振动方向与波的传播方向常用的方法是：微平移法和同侧法（下图示） （二）波长、频率和波速 教师：在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述。同样， 机械波及其传播过程，也需要一些物理量进行描述。我们来学习和研究描述波的几个物 理量，即波长、频率和波速。 问题 1：波长、频率和波速的定义是什么？ 问题 2：在波的图像上怎样确定？ 教师归纳注意的几个问题： 1波长： （1） “位移总相等”的含义是“每时每刻都相等” 。 （2

5、）位移总相等的两个质点，其速度也总是相等的。 在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。在纵波中，两个相 邻密部或两个相邻疏部之间的距离也等于波长。 5 / 9 （3）相距整数倍的质点振动步调总是相同的；相距/2 奇数倍的质点振动步调 总是相反的。 2频率（周期） ： （1）同一种波在同一种介质中传播时周期（或频率）保持不变。 （2）每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。 （3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。 3波速： （1）波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。 （2）一列波在同一均匀介质中是匀速传播的，即s=vt。 （3）要区分波

6、速与质点振动速度的含义。 （4）声波在空气中传播速度最小，在液体中传播速度较大，在固体中传播速度最 大。 4波长、周期（或频率）和波速的关系 问题：在波动中，每经过一个周期 T，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 由此我们可以找到、T（或f）和v三者之间的关系。请同学们推导。 教师：v=/T；v=f 讨论与交流：波动图象与振动图象的联系和区别 教师总结归纳： 6 / 9 【课堂小结】【课堂小结】 一、波的图象 表示在波的传播方向上，媒质中大量质点在同一时刻相对平衡位置的位移的曲线。 1对于简谐波来说，波的图象是按正弦曲线变化的。 2波的图象表示某一时刻，各质点离开平衡位置的位移，而不是振动质

7、点排列而 形成的图案（由于横波质点的排列与波形相似，故误认为波的图象是质点的排列） 。 3从图象可以直接读出振幅、波长。 4可求任一质点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） 。 5在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向（后 边的质点总是追随着前面的质点） 。 二、波长、频率和波速 7 / 9 1波长 在波的传播方向上， 两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之 间的距离叫做波长，波长反映了波的空间周期性。对于横波，相邻两波峰或相邻两波谷 之间的距离等于波长； 对于纵波， 相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间距离等于波长。 2频率f 机械波的频率表明

8、机械波在单位时间的频繁程度。机械波的频率等于振源的频率。 3波速v 波的传播速度，即振动形式的传播速度，也是能量的传播速度。 波速：v=/T=S/t。 4波长、周期（或频率）和波速的关系：v=/T；v=f。 5波动图象与振动图象的比较。 【练习巩固】【练习巩固】 1当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是（） A波长B波速C频率D周期 2在波的传播过程中，下列说法正确的是（） A每个质点的振动频率都等于波源频率 B波速由介质决定 C波的频率与介质无关 D振动情况完全相同的质点间的距离等于一个波长 3 图中实线为 t0 时刻的波形图， 虚线为 t0.1s 时刻的波形图。据此能否判定波的

9、传播方向？ 8 / 9 4图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过 0.5s 后，其波形如图中虚 线所示。设该波的周期 T 大于 0.5s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ 5图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经过 极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中 A、B、C、D 四个质点的振动方向及这 段时间内质点速度大小的变化情况。 6简谐横波某时刻的波形如图所示，? 为介质中的一个质点，波沿 ? 轴的正方向 传播。 （1）此时刻与? ? ? 时刻，质点 P 的速度与加速度

10、的方向各是怎样的？ （2）经过一个周期，质点 P 通过的路程为多少？ （3）有同学说由此时刻起经过? ? ? 后，质点 P 通过的路程为A0，你认为这种说法对 吗？ 9 / 9 7下图是一列波的图像。 （1）如果波沿着x轴的正方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位 置？ （2）如果波沿着x轴的负方向传播，K、L、M 三个质点，哪一个最先回到平衡位 置？ 8一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的 振动图像。 （1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中哪点的振动图像？ （2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为 K、L、M、N 四点中哪点的振动图像？