机械振动和机械波波的图象

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1、机械振动和机械波·波的图象一、教学目标1.明确波的图象的物理意义。2.从波的图象中会求:①波长和振幅;②已知波的传播方向求各个质点的振动方向,或已知某一质点的振动方向确定波的传播方向;③会画出经过一段时间后的波形图;④质点通过的路程和位移。3.明确振动图象与波动图形的区别。4.掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。二、重点、难点分析1.重点是明确波的图象的物理意义;2.难点是对波的时间与空间周期性的理解与应用。三、主要教学过程(一)引入新课机械波是机械振动在介质里的传播过程,从波源开始,随着波的传播,介质中的大量质点先后开始振动起来,

2、虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步调不一致,所以,在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。为了从总体上形象地描绘出波的运动情况,物理学中采用了波的图象。(二)教学过程设计1.波的图象 在平面直角坐标系中:横坐标——表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。 纵坐标——表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。 连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形成了波的图象, 横波的图象与纵波的图象形状相似,波的图象又叫波形图。(见课本P6)纵波的图象较为复杂,不再深入讨论。简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线。

3、2.波的图象的物理意义从某种意义上讲,波的图象可以看作是“位移对空间的展开图”,即波的图象具有空间的周期性;同时每经过一个周期波就向前传播一个波长的距离,虽然不同时刻波的形状不同,但每隔一个周期又恢复原来的形状,所以波在时间上也具有周期性。3.从波的图象上可获取的物理信息三.例题分析【例】一列简谐横波,在t=0时刻的波形图如图所示,自右向左传播。已知在t1=0.7秒时,P点(3,0)出现第二次波峰,Q点的坐标是(-7,0),则以下判断中正确的有:(A)质点A和质点B在t=0时刻的位移是相等的。(B)在t=0时刻,质点C向上运动。(C)

4、在t2=0.9秒末时,Q点第一次出现波峰。(D)在t3=1.26秒末时,Q点第一次出现波峰。QACBP14【解】从图中可知,t=0时刻质点A和质点B分别处于波峰和波谷,位移的大小虽然都是最大值,但方向不同。由于波向左传播,得出C点在t=0时刻是向上运动。由t=0.7秒时P质点出现第二次波峰以及P点的运动方向,可判定在这0.7秒内应完成7/4次全振动,故波的振动周期为T=4/7×0.7=0.4秒。t=0时刻A的振动状态(波峰)刚传播到Q点时,Q点第一次出现波峰,传播距离△x=9米,而波速v=λ/T=4/0.4=10米/秒。故Q点第一次出

5、现波峰的时刻应是t=△x/v=9/10=0.9秒末。

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