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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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