高中物理：《机械波》教案（新人教选修3-4）

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1、3-4-2机械波一.考试说明与并记住下列内容:83、机械波横波和纵波横波的图象Ⅰ1．波可以传播能量，也可以传播信息,(振动形式的传播)2．横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。3．波动图象表示“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。84、波长、频率（周期）和波速的关系Ⅰ（由介质决定，f由波源

2、决定）课本P30例285、机械波横波和纵波横波的图象Ⅰ1．波可以传播能量，也可以传播信息,(振动形式的传播)2．横波图象：表示某一时刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。3．波动图象表示“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。二．教学重点：振动图象和波的图象三．教学难点：机械波及其图象四．教学过程：1．机械波的

3、产生条件：①波源（机械振动）②传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。2．机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波。（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波。质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等3．机械波的传播（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点

4、并不随波迁移。（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。（4）起振方向：介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。【例1】如图，沿波的传播方向上有间距为2m的五个质点a、b、c、d、e，均静止在各自的平衡位置。一列简谐横波以2m/s的速度水平向右传播，t=0时刻波到达质点a，质点a开始平衡位置向下运动，t=3s时质点a第一次到达最高点，则下列说法中不正确的是（　　）A、质点d开始振动后的振动周期为4sB、t=4s时刻波恰好传到质点eC、t=5s时质点b到达最高点D、在3s

5、度方向向上【例2】关于振动和波的关系，下列说法中正确的是　　（　）A、如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B、物体作机械振动，一定产生机械波C、波的速度即波源的振动速度D、波在介质中的传播频率，与介质性质无关，仅由波源的振动频率决定4．振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。（2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距

6、离。（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。（4）波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个。（口诀为“上坡下，下坡上”；或者“右上右、左上左）简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移运动情况质点做简

7、谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较：5．描述波的物理量——波速、周期、波长：（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质决定。注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。（2）周期T：即质点的振动周期；由波源决定。（3）波长λ：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。结论：（1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。由此：①v=λ/T=λf；λ=vT.②机械波

8、的频率由波源决定，而传播速度由介质决定，波长由波源和介质决定。（2）质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变。（3）相隔波长整数倍两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。6．波的传播是匀速的，介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v