最新完美版高中物理选修3-4优质课教学设计完美版 波的图象
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第3讲波的图像[目标定位] 1.知道什么是波的图像,知道图像中纵、横坐标各表示的物理量。
2知道波图像的物理意义3.能说出图像中蕴含的信息。
4.根据波的图像能判断出某质点的振动方向或波的传播方向。
5.根据某一时刻波的图像和波的传播方向能画出下一时刻和前一时刻的波的图像.一、横波的图像1.若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移,规定位移的方向向上为正值,向下为负值,则在xOy坐标平面上,描出该时刻各质点的位置(x,y),用平滑曲线将各点连接起来,就得到这一时刻横波的图像.波的图像有时也称为波形图,简称波形.2.正弦波:波形图是正弦曲线的波,又称为正弦波.一由波的图像可获取的信息1.直接读出波长.若已知波速,可计算出周期、频率.或已知周期、频率可计算出波速.2.直接读出该时刻各质点的位移,间接判断回复力、加速度情况.3.介质中各质点的振幅.二、波图像的物理意义1.表示:某时刻各质点偏离平衡位置的位移随其平衡位置距原点距离的变化的函数关系。
2.反应了某时刻介质中各质点在空间的实际分布。
三、波图像的运用(一)方向的判断1.已知波形图及波的传播方向,判断质点的振动方向法:图32.已知波形图及质点的振动方向,判断波的传播方向.仍是上述方法,只需将判定的程序倒过来.(二)波图像的画法1.已知波的图像及传播方向画出下一时刻的图像2.已知波的图像及波的传播方向画出前一时刻的图像【知识小结】一,图像的描述:x指: y指:二,图像的物理意义三,图像获取的信息:振幅,波长,位置四,波图像的运用: 1.方向的判断,2波图像的画法【课堂小练】1.如图9所示为一列简谐横波在某时刻的波形图.已知图中质点b的起振时刻比质点a超前了0.4 s,则以下说法正确的是( )图9A.波的波速为10 m/sB .波的频率为1.25 HzC .波沿x 轴正方向传播D .该时刻质点P 正沿y 轴正方向运动解析 由于b 比a 先振动,所以波沿x 轴负方向传播,选项C 错误;由图可知a 、b 的平衡位置之间的距离为2 m ,则波速v =x t =20.4 m/s =5 m/s ,选项A 错误;由图可知,波长λ=4 m ,由v =λf 得频率f =v λ=54Hz =1.25 Hz ,选项B 正确;根据“上下坡法”可知此时质点P 正沿y 轴负方向运动,选项D 错误. 答案 B2.一列沿x 轴正方向传播的横波在某一时刻的波形图如图10所示,已知波的传播速率是16 m/s.图10(1)指出这列波中质点振动的振幅是多少; (2)画出再经过0.125 s 时的波形图像.解析 (1)由图像可以看出,质点振动的最大位移大小是10 cm ,因此振幅是10 cm.(2)再经0.125 s 波形沿x 轴正方向移动的距离为Δx =v Δt =16×0.125 m =2 m ,所以再经过0.125 s 后的波形图像如图中的虚线所示.答案 (1)10 cm (2)见解析图【课后作业】。
第二节波的图象示范教案目标:①理解波的图象的物理意义及简谐波的概念②能根据波的图象,确定各质点的振动方向③知道波的图象与振动图象的区别重点:波的图象的物理意义及应用知识导航:一、波的图象⒈波动特点:波在传播过程中,同一时刻各质点的空间位置分布不同,如图所示,虚线表示各质点的平衡位置,图中也反映了该时刻各个质点偏离平衡位置的位移。
⒉波的图象(波形图或波形曲线):①物理意义:描述同一时刻各质点偏离平衡位置的位移,即同一时刻各质点的空间位置分布情况。
②描述方法:平面直角坐标系横坐标(X ):表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置纵坐标(Y ):表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,规定在横波中位移的方向向上为正,向下为负③图象形式:正弦曲线(余弦曲线)⒊简谐波:波源作简谐运动形成的波叫简谐波,波形图是正弦(或余弦)曲线二、波的图象的应用:⒈已知波的传播方向,确定质点的振动方向例⒈某时刻一列简谐波的图象如图所示,若波向右传播,试确定该时刻各质点的振动方向,若波向左传播 ,该时刻各质点的振动方向如何?⒉已知质点的振动方向,确定波的传播方向yxy b向右传播 y b 向左传播 x例⒉某时刻一列简谐波的图象如图所示,该时刻质点A 的振动方向向下,试确定该波是向右传播还是向左传播,若该时刻质点A 的振动方向向上,该波的传播方向如何?⒊已知某时刻 t 的波形图,求作t+Δt 时刻的波形图例⒊某时刻两列简谐波的图象如图所示,分别向右、向左传播,试作出该时刻后T/4、T/2、、T 后的波形图。
(答案略)三、波的图象与振动图象的区别:例题4、一列简谐横波,在t=0时波形如图7—8所示,P 、Q 两点的坐标分别为-1m 、-7m ,波的传播方向由右向左,已知t=0.7s 时,P 点第二次出现波峰,则:①此波的周期是多少?②此波的波长是多少?③当t=1.2s 时P 点的位移?④从t=0到t=1.2s 质点P 的路程是多少? 思路分析:由t=0时刻的波形图由右向左传播可知:以后每个质点开始振动时应向上振动,而波传播到P 点需半个周期,当t=0.7s 时,P 点第二次出现波峰,可见P 点在0.7s 内完成了 次全振动,则可求得波的周期。
2.3《波的图像》教案教学目标:①理解波的图像的物理意义及简谐波的概念②能根据波的图像,确定各质点的振动方向③知道波的图像与振动图像的区别教学重点:波的图像的物理意义及应用教学过程:1.波的图像a.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。
b.纵坐标——表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
c.连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形成了波的图像,如图1中甲表示某一时刻绳上的一列横波,乙是它的图像。
d.横波的图像与纵波的图像形状相似,波的图像又叫波形图。
(纵波的图像较为复杂,不再深入讨论。
简谐波的图像是一条正弦或余弦曲线。
)2.波的图像的物理意义波的图像表示介质中各质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。
在不同时刻质点振动的位移不同,波形也随之改变,不同时刻的波形曲线是不同的。
--图2表示经过Δt时间后的波的形状和各质点的位移。
--从某种意义上讲,波的图像可以看作是“位移对空间的展开图”,即波的图像具有空间的周期性;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.从波的图像上可获取的物理信息例:如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的图像求:(1)已知波向右传播,说明A、B、C、D质点的振动方向。
(2)画出经过T/4后的波的图像。
解:(1)根据波的传播方向和波的形成过程,可以知道质点B开始的时间比它左边的质点A要滞后一些,质点A已到达正向最大位移处,所以质点B此时刻的运动方向是向上的,同理可判断出C、D质点的运动方向是向下的。
(2)由于波是向右传播的,由此时刻经T/4后波的图像,即为此时刻的波形沿波的传播方向推进λ/4的波的图像,如图4所示。
讨论:1.若已知波速为20m/s,从图示时刻开始计时,说出经过5s,C点的位移和通过的路程。
2.若波是向左传播的,以上问题的答案应如何?3.从波的图像可以知道什么?总结:A.从波的图像上可获取的物理信息是:(1)已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。
课时122 波的图象1能够通过描点的方法画出波的图象,理解波的图象的物理意义。
2会根据波的图象和波的传播方向判断各质点振动的方向。
3会根据质点振动的方向判断波的传播方向。
4能区分振动图象和波的图象。
重点难点对波的图象的理解与应用,掌握波的图象与振动图象的区别。
教建议波的图象是本章的教重点和难点。
教中应根据实际情况,采用多种教手段,如通过波动箱或者利用多媒体动画课件模拟、演示各个时刻的波形,帮助生在头脑中形成正确的物理认知。
导入新课利用图或者图象形象、具体地反映现象、规律是物理的一大特点,例如,用电场线反映电场,用磁感线反映磁场,用振动图象反映质点的振动规律,机械波的传播规律能用图象反映吗?1波的图象的建立(1)建立坐标系用横坐标表示在波的传播方向上各质点的①平衡位置,纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的②位移。
(2)描点在坐标系中找出一系列点,使各点的横坐标为对应质点的平衡位置,纵坐标为该质点③偏离平衡位置的位移y。
(3)连线用一条④平滑的曲线把描的点连接起就是这列波此时的波的图象。
2波的图象的特点(1)波的图象也称波形图,简称⑤波形。
如果波形是正弦曲线,这样的波叫作正弦波,也叫⑥简谐波。
(2)介质中有正弦波传播时,介质中的质点做⑦简谐运动。
3波的图象与振动图象的意义(1)波的图象表示介质中的“各个质点”在⑧同一时刻的位移。
(2)振动图象表示介质中“某一质点”在⑨各个时刻的位移。
1波的图象的横坐标表示什么?解答表示在波的传播方向上各质点的平衡位置。
2波的图象的纵坐标表示什么?解答表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
3对于质点上下振动形成的横波,质点位移的正方向一般如何规定?解答一般规定位移向上时为正。
主题1波的图象情景如图所示,取一条较长的软绳,用手握住一端拉平后上下抖动,沿绳方向将有波向右传播。
问题(1)请观察图形,思考沿绳传播的波形有什么特点。
(2)根据观察图形,思考波动过程中介质中各质点的分布有什么特点。
人教版选修3-4 第十二章机械波第二节波的图象教学设计设计意图教材及学情分析波的图象是本章的教学重点和难点,教科书重点讲波的图象表现的是各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移,学生在初学时并不容易理解,在前一章学习简谐运动图象的根底上,可能产生与新知识的互相干扰,教学中首先要让学生明白波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量;然后让学生明白波的图象是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格〞,借用“拍照〞的比喻,可能有助于学生的理解。
教学策略及学法指导通过波动演示仪和多媒体动画课件模拟各个时刻的波形,帮助学生在头脑中形成正确的物理图景。
在引入波动图象的描绘时,基于学生原有的方法——图象法描绘物体的运动特点、规律的根底上,利用动画展示波动图象中横、纵坐标的含义及图象的绘制过程,搞清波的图象的绘制要点并借助波的图象与某时刻横波的形状相似,帮助学生理解。
运用多媒体课件将各个不同时刻的波形图在同一画面中展现,引导学生认识波的图象有如下特点:①时间上具有瞬时性〔表示某一时刻〕;②空间上具有拓展性〔表示在空间传播〕;③传播过程中具有周期性。
在引导学生分析问题时强调图象法、比照分析等方法,观察演示及动态模拟时要用眼观,动脑思,动口议。
提醒学生应该先掌握分析问题最本原的方法〔如质点带动法、描点法〕然后再熟能生巧。
一、教学目的知识与技能1.理解波的图象的意义,知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波。
2.可以根据波的图象进展有关问题分析,能区别简谐波与简谐运动两者的图象。
3.某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向,能画出下一时刻和前一时刻的波的图象并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。
过程与方法〔实验演示及计算机模拟等〕帮助学生在头脑中形成正确的物理图景。
2.进步学生利用波的图象分析解决问题的才能,通过对波的图象和振动图象的分析比拟,进步学生的分析比拟才能和抽象思维才能。
情感、态度与价值观通过本节的学习使学生进一步体会动与静的辨证关系二、教学重点三、教学难点对波的图象的理解及波的图象与振动图象的区别四、教具波动演示仪五、教学过程〔一〕引入新课根据本校学生的实际情况,理解其教学进度。
第二节波的图象教目标:1、理解波的图象的意义,知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波及其特点。
2、能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅。
3、已知某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向,能画出下一时刻的波的图象,并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。
教重点:1、理解波的图象的物理意义。
2、理解波的图象的应用。
教难点:振动图像与波的图像的区别与联系。
教方法:讲述法,探究法教用具:多媒体教设备教过程:(一)复习提问,引入新课1、什么是机械波?2、产生机械波的条件是什么?3、机械波的形成原因是什么?4、机械波的传播特点是什么?5、机械波分为哪二种?各有什么特点?(二)新课教1、波的图象的建立(1)生阅读课文,回答下列问题:①波的图象中横坐标和纵坐标轴的物理意义如何?②在坐标轴意义确定的情况下,如何描绘得到波的图象?(2)生阅读后,回答上述问题:(3)教师讲解并用多媒体展示:①用横坐标表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移②在坐标轴意义确定的情况下,规定横波中位移的方向向上时为正值,位移的方向向下时为负值。
在Oy 坐标平面上,画出各个质点的平衡位置与各个质点偏离平衡位置的位移y 的各个点(,y),并把这些点连成曲线,就得到某一时刻的波的图象。
③用多媒体分步描绘波的图象 第一步:描出坐标轴第二步:描出各个质点的平衡位置与各该质点偏离平衡位置的位移y 的各个点(,y)第三步:把上述点连成曲线2、图象的特点波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的情况。
3、由波的图象可获取的信息①可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移:方法是:找到图线上各点的纵坐标,则该纵坐标的值表示的是各点在该时刻的位移②可以看出在波的传播过程中介质中各质点的振幅A方法是:波动图线上纵坐标最大值的绝对值就是介质中各质点的振幅A 。
③如何判断沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向x y第一步方法1:特殊点法:根据波的传播方向确定波方位,把该点与其附近的波峰或波谷进行比较。
《波的图像》教学设计【教材分析】《波的图像》一节是人教版高中物理选修3-4,第十二章第二节的容。
本节作为机械波的第二个部分,是这一章的教学重点之一,也是教学的难点。
在学习了波的形成与产生的基础上,从实际的波抽象为波的图像,让学生认识波的图像是波的一种数学表示,从而理解简谐波及其图像这一关于波的理想模型,并且区别于质点的振动图像,为以后对波的定量分析打下基础。
【学生分析】已经学习了波的形成与产生,学生对于波的现象有了一定的认识。
这一阶段学生处于高二下学期,对物理已经有了一定的学习能力,在理解和掌握本节容的难点方面已经有一定的心理与能力基础,在教学过程中关键主义激发学生的探究欲望,可以在教学过程中运用形象的比喻和多媒体课件,加深学生的理解,激发学生的兴趣。
【教学目标】一.知识与技能1.明确波的图象的物理意义;2.从波的图象中会求:①波长和波幅;②已知波的传播方向求各个质点的振动方向,或已知某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象的区别;4.掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。
二.过程与方法1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象,培养学生初步观察的能力;2.能将所学知识运用到生活中,了解物理与生活的密切联系。
三.情感态度价值观1.激发学生的学习兴趣和求知欲;2.提高学生的抽象思维能力;3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。
【教学重难点】教学重点:1.理解波的图象的意义;2.能用波的图象解决一些实际问题。
教学难点:根据波的图象如何解决实验问题。
【教学过程】系的,c点应是在a点带动下振动的。
所以b点先振动,其次是a、c两点。
因此,波是向左传播的。
【例题2】如图10-1所示,若波向右传播,此时刻d点向什么方向运动?分析:取和d点相邻的一个点e,由于波向右传播,所以d点应该比e点先振动起来,e点是在d点带动下振动起来的,所以d点此时刻应该向下振动。
12.2 波的图象【【教教学学目目标标】】1.掌握波的图象的物理意义。
2.了解波的图象的画法。
3.会用波的图象解决简单的问题。
【【重重点点难难点点】】1.波的图象的物理意义;波的图象与振动图象的区别。
2.会用波的图象解决简单的问题。
【教学方法】讲练结合【教学用具】课 件【【教教学学过过程程】】一、波的图象1、表示方法:用横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标 y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,并规定:在横波中位移的方向向上时为正值,位移的方向向下时为负值。
2、波的图象:振动质点在某一时刻所在的位置连成的一条曲线,叫波的图象,也称作波形图,简称波形。
(或理解为连接某一时刻各个质点位移矢量末端得到的一条曲线。
)(1)简谐波的图象是一条正弦(或余弦)曲线。
简谐波是一种最基本、最简单的波,其他的波可以看作是由若干简谐波合成的。
(2)波峰、波谷和振幅:3、波的图象的物理意义:描述某一时刻介质中各个质点对平衡位置的位移。
<照片>▲ 振动图象的物理意义:描述某一个质点在各个不同时刻对平衡位置的位移。
<录像>4、波的运动情况可以用公式和图象两种方法研究。
( x =Asin ωt)二、波的图象变化:1、确定波的图象变化的两种方法:(1)描点作图法:【例1】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。
若波向右传播,画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
(2)图象平移作图法:Δx =υΔt【例2】某一简谐横波在某一时刻的波形图如下的实线所示.若波以0.5m/s 的速度向右传播,画出3s 后和3 s 前两个时刻的波的图象。
【分析】图象平移作图法由图我们可以知道,波的传播是波形的平移,由波速的定义,为 △t 传播的距离△x =1.5m ,因此在3s 后,波向前传播了1.5m 。
根据波的传播过程和传播的实质,若波向右传播,把波的原有图形向右移动1.5m 的距离,就得到了3s 后时刻的波形图。
高二年级物理导学案探究新知二、从波的图像可中获得基本信息如图1所示一列简谐波在某一时刻的波形1、回忆:(1)曲线的峰值表示什么?(我们以后可以把两个相邻峰之间的距离叫为一个)(2)分别说出质点A、B、C、D、E的速度大小和加速度大小的情况(最大或者最小)。
2、简谐波的传播方向是一个很重要的信息,看图1能否知道该简谐波的传播方向?若需知道该波的传播方向还需什么条件?3、若已知A质点在这一时刻的振动方向向下,则(1)作出隔一个短时间后的波形图(t<T/4,在原图上做),你能根此来判断质点C、E振动方向吗?能判断波的传播方向吗?(2)若A质点的振动方向向上,重新思考(1)(3)若已知波的传播方向沿X轴正方向,怎么判断各质点的振动方向呢?4.讨论:判断横波的传播方向与质点的振动方向有何联系?(1)上下坡法:沿波的传播方向看,“上坡”的点运动,“下坡”的点运动,简称“上坡下,下坡上”。
(2)同侧法:在波的图象上的某一点,沿竖直方向画出一个箭头表示质点运动方向,在该点沿水平方向画个箭头表示波的传播方向,则这两个箭头总是在曲线的。
波的图像与振动图象的比较思考与讨论:某同学认为:既然机械波是机械振动在介质中的传播时产生的,所以波的图像与振动图象没有区别实质上是一代表回答讨论结果生:其它小组补充师:点评师:展示问题生:群学,小组回忆并讨论质点振动的相关知识生:三个小组的代表交流讨论结果生:其它小组补充师:点评师:展示波的传播与质点振动的图像生:独学,总结横波传播方向与质点振想、归纳、抽象概括、逻辑推理能力.培养学生观察、联想、归纳、抽象概括、逻辑推理能力.样的。
你认为他的观点正确吗?简谐波的图像与简谐运动的图像都是 。
但它们又有诸多本质的区别,具体如下: 1、 研究对象(1)振动图像: (2)波的图像: 2,坐标的意义(1)振动图像: (2)波的图像: 3,物理意义(1)振动图像: (2)波的图像:动方向的联系师:展示“思考与讨论”生:小组讨论得出组内答案,派一人展示,其余各组补充 师:点评培养学生自主学习的习惯,归纳、抽象概括能力.通过对比的方法,感受从个例到一般的认知规律,培养学生抽象概括能力,交流、团结协作能力应用新知【课内巩固】1、如图2所示是一列横波在某一时刻的波形图,波沿x 轴正向传播.(1)该时刻A 质点运动的方向是向___,C 点的运动方向是向___,D 点的运动方向是向_____.师:问题 生:小组讨论,展示答案检验学生自学能力,运用知识以及计算能力感受物理知识的应用价(2)再经过2T,质点A 通过的路程是_____cm ,质点C 的位移是______cm.2、根据图所列的两图形,分别判断它们属于何种图形( ) .A 、甲是振动图形,乙是波动图形B 、B 、甲是波动图形,乙是振动图形C 都是波动图形D 、都是振动图形3、如图5-2-7所示,下列说法中正确的是( )A .此列波的振幅是0.1mB .x =15m 处质点的位移是0.1mC .若A 的速度沿正y 轴方向,则B 的速度亦沿正y 方向D .A 的加速度为沿负y 方向,而B 、C 的加速度沿正y 方向 4、一列简谐机械横波某时刻的波形图如图5-2-3所示,波源的平衡位置坐标为x=0.当波源质点处于其平衡位置上方且向下运动时,介质中平衡位置坐标x=2m 的质点所处位置及运动情况是( )A.在其平衡位置下方且向上运动B.在其平衡位置下方且向下运动C.在其平衡位置上方且向上运动D.在其平衡位置上方且向下运动5、某时刻两列简谐波的图象如图所示,分别向右、向左传播,试作出该时刻后T/4、T/2、、T 后的波形图。
关于与波的图象教学设计方案(一)一、教学目标概览1.理解波的图象的意义.知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波.2.能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅.3.已知某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向,能画出下一时刻的波的图象,并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向.二、聚焦重点难点重点:波的图象的意义和应用.难点:对波的图象的理解及跟振动图象的区别.教学过程:图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法.如已学习过的物体的运动图象,简谐运动的图象等.同样波动的情况也可以用图象直观地表示出来.(一)波的图象【演示】用波动演示仪给出波动过程中介质中各个振动质点在某些时刻所在的位置,然后定格在某一位置(对应于某一时刻).用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移,并规定在横波中位移方向向上时为正值,位移方向向下时为负值.把各个质点在某一时刻所在位置连成曲线,就得到该时刻的波的图象.1.波的图象:在波的传播方向上,介质中各振动的质点在某一时刻的波形.波的图象也称波形图或波形曲线.【注意】波的图象只是在横波的情况下能直观地表示出某一时刻的波形.在纵波中,如果规定质点相对平衡位置的位移方向与波的传播方向相同时取正值.相反时取负值.(将质点的实际位移转过90°表示在图上)可以同样画出纵波的图象.2.简谐波(1)简谐运动在介质中传播形成简谐波.(2)简谐波的图象是正弦曲线.(3)简谐波是一种最基本、最简单的波.(二)波的图象的意义(可制作多媒体演示课件进行演示)1.波的图象表示某一时刻各个质点相对于平衡位置的位移.2.介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系.3.波的图象(随时间)的变化情况.(1)描点作图法【例】某一简谐横波在t=0时刻的波形图如图的实线所示.若波向右传播,画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象.[解析]根据t=0时刻波的图象及传播方向,可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向,由各个质点的振动方向可确定出经T/4后时刻各个质点所在的位置,将这些点所在位置用平滑曲线连接起来,便可得到经T/4后时刻的波的图象.如图中的虚线(a)所示.同样道理,各个质点的振动方向可确定出T/4前时刻各个质点所在位置,于是便可得到T/4前时刻的波的图象.如图中虚线(b)所示.若波向左传播,同样道理可以画出从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象.(2)图象平移作图法由图我们可以知道,在质点振动的一个周期内,波向前传播一个完整的波形的距离,即传播的距离x=12m,因此在T/4内,波向前传播了3m.根据波的传播过程和传播的实质,若波向右传播,把波的原有图形向右移动3m的距离,就得到了T/4后时刻的波形图.若波向左传播,同样道理可以画出从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象.在两种方法中以平移作图法较为简便.波的图象每经过一个周期的时间又回复到原来的波形.4.波的图象与振动图象的区别(1)两种图象、横轴坐标的意义不同.波的图象中横轴表示各个质点的平衡位置,振动图象中横轴表示该质点振动的时间.(2)两种图象描述的对象不同.波的图象描述的是某一时刻各个质点离开平衡位置的位移,振动图象描述的是某一质点在不同时刻离开平衡位置的位移.(3)两种图象相邻两个正向(或负向)位移最大值之间距离的含义不同.波的图象中相邻两个正向(或负向)位移最大值之间距离表示波在一个周期内传播的距离,振动图象中相邻两个正向(或负向)位移最大值之间距离表示振动的周期.【小结】波的图象表示在某一时刻介质中各个质点相对平衡位置的位移.波有三个要素:即某一时刻的波形图,质点的振动方向和波的传播方向.两个特性:即双向性——在不注明波的传播方向时,波的传播方向有两种可能;重复性——经过周期的整数倍时间后,波形图完全与原来一样。
第二节波的图象
教学目标:
1、理解波的图象的意义,知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波及其特点。
2、能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅。
3、已知某一时刻某简谐波的图象和波的传播方向,能画出下一时刻的波的图象,并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。
教学重点:
1、理解波的图象的物理意义。
2、理解波的图象的应用。
教学难点:振动图像与波的图像的区别与联系。
教学方法:讲述法,探究法
教学用具:多媒体教学设备
教学过程:
(一)复习提问,引入新课
1、什么是机械波?
2、产生机械波的条件是什么?
3、机械波的形成原因是什么?
4、机械波的传播特点是什么?
5、机械波分为哪二种?各有什么特点?
(二)新课教学
1、波的图象的建立
(1)学生阅读课文,回答下列问题:
①波的图象中横坐标和纵坐标轴的物理意义如何?
②在坐标轴意义确定的情况下,如何描绘得到波的图象?
(2)学生阅读后,回答上述问题:
(3)教师讲解并用多媒体展示:
①用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置,纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移.
②在坐标轴意义确定的情况下,规定横波中位移的方向向上时为正值,位移的方向向下时为负值。
在xOy 坐标平面上,画出各个质点的平衡位置x 与各个质点偏离平衡位置的位移y 的各个点(x,y),并把这些点连成曲线,就得到某一时刻的波的图象。
③用多媒体分步描绘波的图象. 第一步:描出坐标轴.
第二步:描出各个质点的平衡位置x 与各该质点偏离平衡位置的位移y 的各个点(x,y).
第三步:把上述点连成曲线.
2、图象的特点
波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻偏离各自平衡位置的情况。
3、由波的图象可获取的信息
①可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点的位移:方法是:找到图线上各点的纵坐标,则该纵坐标的值表示的是各点在该时刻的位移.
②可以看出在波的传播过程中介质中各质点的振幅A.
方法是:波动图线上纵坐标最大值的绝对值就是介质中各质点的振幅A 。
③如何判断沿传播方向上各质点在该时刻的运动方向.
x y
第一步
方法1:特殊点法:根据波的传播方向确定波源方位,把该点与其附近的波峰或波谷进行比较。
方法2:平移法:作出经微小时间△t (△t<4
T
)后的波形,就知道了各质点经过△t 到达的位置,则运动方向就知道了。
4、波的图象与振动图象的区别
(1)横坐标代表的物理量不同.
(2)振动图象表示的是一个质点在一段时间内的运动情况,而波的图象表示的是许多质点在同一时刻的运动情况.
(三)课堂小结
学生自己总结本节可所学内容并与同学交流 (四)布置作业
完成“问题与练习”中的题目。