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文档简介

教学设计方案

第十二章机械波习题课(2课时)

姓名:陈凤丽性别:女职称:中教二级学历:本科

单位:登封一中电话/p>

一、教学目标

1.通过本节习题课的复习,进一步熟悉全章的基本内容,提高

解决问题的能力。

2.本章要求同学们:

①理解机械波的产生,知道机械波传播的物理实质。

②理解波的图象的物理意义,能够利用波的图象解决实际问题。

③知道什么是波的波长、周期(频率)和频率,以及波长、周期

(频率)和波速的关系,理解它们的决定因素。

④知道什么是波的衍射和干涉,知道产生衍射和干涉的条件。

⑤知道什么是多普勒效应,并能利用多普勒效应解释简单的生活

现象。

二、复习重点:

波的三大关系的综合应用:

①波的图象、质点振动方向和波的传播方向之间的关系;

②波长、周期(频率)和波速的关系v二入/T或v二入f;

③空间距离和时间的关系s=vt.

三、教学方法:

复习提问,讲练结合,课件演示

四、教具

学案,计算机,大屏幕,课件

五、教学过程

(一)知识回顾

1.机械波

(1)机械振动在介质中的传播形成机械波.

(2)机械波产生的条件:①波源,②介质.

2.机械波的分类

(1)横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸

部(波峰)和凹部(波谷).

(2)纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.

纵波有密部和疏部.

3.机械波的特征

①机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近

振动,并不随波迁移.

②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相

同.

③由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动.

4.波长、波速和频率及关系

①波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的

质点平衡位置间的距离叫波长.

振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。对于横

波,相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长,对

于纵波,相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间的距离等于一个波

长。

波长由波速和频率共同决定。

②波速:指振动的状态在介质中的传播速度。波在同一种均匀介质中

是匀速传播的。速率只与介质有关,而与频率无关。注意:波速与质

点振动速度不是同一概念.

③频率:指参与波动的所有质点的振动频率。等于波源的振动频

率.频率只与波源有关,与介质无关。

④三者关系:v=Xf,f和v决定I

5.波动图像:表示介质各质点在某一时刻相对平衡位置的位移。其中:

横坐标表示各质点的位置;纵坐标表示该时刻介质各质点偏离各自的

平衡位置的位移。

波的图像能反映的物理量

①振幅和波长.

②该时刻介质各质点的位移.

③已知波的传播方向,可确定该时刻介质各质点的振动方向,也可

反过来运用.

④已知波的传播方向,可确定任一时刻的波形图.

⑤已知波的传播速度大小和方向,可确定图像上介质各质点的振

动图像.

6、机械波的反射、折射、干涉和衍射

解析:由题图知,该地震波为横波,即传播方向与振动方向垂直。

某质点的坐标(入,0)即为图中a点,经皿周期,a点回到平衡

位置下面的最大位移处,即位移大小等于振幅,坐标为(人,-A),

(水平方向质点并不随波逐流)。故答案为B

根据图带学生分析质点振动方向波的传播方向波形图三者

的关系

[例2]图是某时刻一列横波在空间传播的波形图线。已知波是沿

x轴正方向传播,波速为4m/s,试计算并画出经过此时之后1.25s

的空间波形图。

2)A质点经0.7S,第二次到达波峰位置,则波速V=

3)波谷传到x=10m时,需经仁;B质点位移,

振动方向;(:质点位移,振动方向O

4)从t=0到波传到x=10m时间内,A质点运动的路程

5)画出A、B、(:从此时刻开始的振动图像。

[总结与反思]

二波的图象中的多解和特解

1)波传播的双向性

2)波传播的周期性

波的传播,在经过若干个完整的周期nT后,波形图是相同的,所以

在确定波的传播距离时需注意,不仅仅从波形的变化上来判断,还要

考虑到周期性。

例如从波形图上看出传播距离为人在,

则实际传播的距离通式应为:Ax=n入+入A

所对应传播时间t的通式:At=nT+t/2,n=0,1,23……

【例4】如图所示,实线是一列简谐横波在某时刻的波形图象,虚线

0.2s后的波形图,求;

1)若波向左传播,求它传播的可能距离、

2)若波向右传播,求它的最大周期\\/\\

3)若波速是35m/s,求波的传播方向\y/

解:由图可知人=4m,At=0.2so

1)当波向左传播时,

△x=n入+叫X=(4n+3)mn=0,l,2,3.....

2)当波向右传播时,

△t=nT+lAT

T=At/(n+lA)n=0.1,2,3......

当n=0时,Tmax=0.8s

3)当波向右传播时,

△x=(n+皿)入,

V=Ax/At=(n+lA)A/At

=(20n+5)m/s,n=0.1,2,3.

V不可能为35m/s

当波向左传播时,

△x=(n+羽)

V=Ax/At=(n+叫)X/At

=(20n+15)m/s,n=0.1,2,3……

当n=l时,V=35m/s故波向左传播。

例5、如图所示一列横波沿x轴正向传播速率为6m/s,当位于xl=3m

的质点A在x轴上方最大位移处时,位于x2=6m处的质点B恰在平

衡位置,而且振动方向向下,求:

(1)这列波的最大波长是多少?(2)列出此波频率的表达式。

[总结与反思]

【例5】一列横波在x轴上传播,在x=0与x=lcm的

两点的振动图线分别如图3中实线与虚线所示.

由此可以得出()

A.波长一定是4cmB.波的周期一定是4s

C・波的振幅一定是2cmD.波的传播速度一定是1cm/s

解析这一类题是已知两个质点的振动情况,找

波长、波速的多解.

解题方法是:

(1)读出周期

⑵判断传播方向,如果题干没有给出,则假设向右传播、假设向

左传播

(3)找两个质点之间的距离与波长之间的关系,

画出x=0与x=lcm的两点间最简单的波形图

此题中,若波向右传播,则两者间距满足

(n+1/1)X=1cm.

若波向左传播,则两者间距满足(n+羽)X=lcm.

则可以求出波长的多解.

⑷然后利用v=X/T求波速.

答案BC

三波形图与振动图象相结合

【例6】如图5所示,甲图是一列横波某一时刻的图

象,乙图是离。点3cm处的质点从这一时刻开始

的振动图象,则下述正确的是()

A.3cm处的这个质点t=0时向y正方向运动

B.这列波沿负x方向传播

C.质点的振动周期为8s

D.波速为50m/s

答案AB

三波的干涉

干涉的产生条件:两列波频率相同、振动情况相同.

注意:1)加强区域:两列波在这点引起的位移的方向是同向的

减弱区域:两列波在这点引起的位移的方向是同反的

加强与减弱是指能量与振幅的加强与减弱。

2)加强区域和减弱区域相互隔开,加强区域始终加强减弱

区域始终减弱。

【例6】两列完全相同的波产生干涉,实线表示波峰,虚线春声波谷,

振幅均为2cm,其中E为BD中点,贝|(

A:D质点为振动加强、A质点为振动减弱

B:E质点振动加强

C:B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cm

D:A质点和E质点都静止不动

四.解释生活中的自然现象

闻其声而不见其人是声波的现象。

夏日雷声隆隆,是声波的现象。

围绕发声的音叉走一圈,听到

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