1、第二節 機械波的圖像描述從化中學 譚偉鋒【教學目標】一、知識與技能1.能用圖象描述橫波2.知道描述波的特征物理量：波速、波長、頻率（周期）3.理解波速、波長、頻率（周期）的關系二、過程與方法1.通過類比機械振動圖象可以用來描述簡諧振動，類推出機械波的圖象則可以用來描述機械波的運動規律2.通過回憶描述物體的運動物理量有時間、位移、速度等，而機械波也是物體運動形式之一，類推出波的特征物理量：頻率（周期）、波長、波速三、情感態度與價值觀學生通過經歷本節的學習過程，培養邏輯推理的抽象思維，懂得遇到問題時利用已有的知識進行推理、類比，進行學習與提高【教學重點、難點】1重點：繪制波的圖象，判斷質點振動方向

2、、振幅、傳播方向、波長2難點：波長、頻率、波速三概念的關系及定義【教學用具】1波動演示儀2演示波的圖象用的教學課件【教學方法】1.講授法2.歸納總結法、事例分析法【教學過程】教學環節教學內容和教師組織活動學生主體活動新課引入復習提問問題1：機械波形成條件是什么？問題2：機械波特點是什么？問題3：機械波的實質是什么？問題4: 波的種類有幾種?提出問題：前面我們所學過的機械振動的圖像的物理意義是什么？教師歸納：機械振動的圖像的物理意義是描述某一時刻振子的運動情況。提出問題：那么機械波是否也能利用圖像來描述它的運動規律呢？我們又怎樣正確地畫出圖像來形象地描述機械波？學生舉手回答：1.條件：波源、介質

3、2.特點：介質中質點不遷移3.實質：傳播振動形式和傳遞能量4.波的種類: 橫波 縱波 新課教學波的圖象波傳播過程中，介質中質點不隨波一起傳播若以波的傳播方向上各個質點的平衡位置作為橫坐標X，以某一時刻各質點偏離平衡位置的位移為縱坐標Y，描點便可得到波的圖象問題：從波的圖象可以求什么？教師歸納：從圖象可以直接讀出振幅、波長。可求任一質點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)。在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質點在該時刻的振動方向(后邊的質點總是追隨著前面的質點)。教師歸納：確定質點的振動方向與波的傳播方向常用的方法是：微平移法和同側法（下圖示）討論與交流：波動圖象與振動圖象的聯系

4、和區別教師總結歸納：學生回憶交流：學生閱讀課本思考學生觀察思考討論學生討論交流波長、頻率和波速教師：在物理中，一些物理現象、過程、規律等，都需要用物理量進行描述。同樣，機械波及其傳播過程，也需要一些物理量進行描述。我們來學習和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速。問題1：波長、頻率和波速的定義是什么？問題2：在波的圖像上怎樣確定？ 教師歸納注意的幾個問題：波長：（1）“位移總相等” 的含義是“每時每刻都相等”。 （2）位移總相等的兩個質點，其速度也總是相等的。在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等于波長。（3）相距整數倍

5、的質點振動步調總是相同的；相距/2奇數倍的質點振動步調總是相反的。頻率（周期）：（1）、同一種波在同一種介質中傳播時周期（或頻率）保持不變。（2）、每經過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。（3）、每經歷一個周期，原有的波形圖不改變。波速：（1）波速的大小由介質的性質決定，同一列波在不同介質中傳播速度不同。（2）一列波在同一均勻介質中是勻速傳播的，即s=vt.（3）要區分波速與質點振動速度的含義。 （4）聲波在空氣中傳播速度最小，在液體中傳播速度較大，在固體中傳播速度最大學生閱讀課本回答問題1.在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質點間的距離，叫做波的波長。2.波源質點振動

6、的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）。3.單位時間內振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t波長、周期（或頻率）和波速的關系。問題：在波動中，每經過一個周期T，振動在介質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三者之間的關系。請同學們推導教師：1、v=/T2、v=f學生自行推導小結一.波的圖象表示在波的傳播方向上，媒質中大量質點在同一時刻相對平衡位置的位移的曲線。(1)對于簡諧波來說，波的圖象是按正弦曲線變化的。(2)波的圖象表示某一時刻，各質點離開平衡位置的位移，而不是振動質點排列而形成的圖案(由于橫波質點的排列與波形相似，故誤認為波的圖象是質點的排列)。（3）從圖象可以直

7、接讀出振幅、波長。（4）可求任一質點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)。（5）在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質點在該時刻的振動方向(后邊的質點總是追隨著前面的質點)。（6）波動圖象與振動圖象的比較二. (1)波長在波的傳播方向上，兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點之間的距離叫做波長，波長反映了波的空間周期性。對于橫波，相鄰兩波峰或相鄰兩波谷之間的距離等于波長；對于縱波，相鄰的兩個密部或相鄰的兩個疏部之間距離等于波長(2)頻率f機械波的頻率表明機械波在單位時間的頻繁程度。機械波的頻率等于振源的頻率。(3)波速V波的傳播速度，即振動形式的傳播速度，也是能量的

8、傳播速度。波速：V=/T=S/t。三. 波長、周期（或頻率）和波速的關系。 1、v=/T2、v=f鞏固練習例1、當波從一種介質進入另一種介質時，保持不變的物理量是：A、波長 B、波速 C、頻率 D、周期例2、在波的傳播過程中，下列說法正確的是：A、每個質點的振動頻率都等于波源頻率B、波速由介質決定C、波的頻率與介質無關D、振動情況完全相同的質點間的距離等于一個波長3.已知一簡諧橫波在某一時刻的波形圖如圖所示，圖中位于a、b兩處的質點經過四分之一周期后分別運動到a，b處，則下列判斷正確的是：A可知波的傳播方向 B可知波的傳播速度 C可知波的周期 D可知波的波長4一簡諧橫波在x軸上傳播，波源振動周期T=0.1s，在某一時刻的波形如圖所示，且此時a點向下運動，則 ( ) A波速為20ms，波向x軸正方向傳播 B波速為10ms，波向x軸負方向傳播 C波速為20ms，波向x軸負方向傳播 D波速為10ms，波向x軸正方向傳播5如圖所示，在xy平面內有一沿x 軸正方向傳播的簡諧橫波，