当前位置：文档之家 › 机械波导学案

机械波导学案

  • 格式：doc
  • 大小：369.50 KB
  • 文档页数：21

1 / 21 12.1节波的形成和传播

课前预习学案：

一、预习目标：

1、知道直线上机械波的形成过程．

2、知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部．

二、预习内容

1．波的形成：引起波动的振动体叫波源．波源振动带动它相邻质点发生振动，并依次带动离波源更远的质点振动，只是

的振动比前一质点的振动迟一些．于是，波源的振动逐渐传播开去．

2．机械波产生的条件：(1)要有 ；(2)要有传播振动的 ．

3．机械波的特点：(1)机械波传播的是质点的 ，也是传递能量和信息的一种方式．介质中的质点只是在平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移．(2)波动是大量质点的集体行为，各个质点的振动有一个时间差，离波源越远的质点振动越滞后．

4．机械波的分类：机械波分成 和 两类．质点振动的方向与波的传播方向 的波叫横波．在横波中，凸起的最高处叫 ，凹下的最低处叫 ．质点的振动方向跟传播方向 的波叫纵波．在纵波中，质点分布最密的地方叫 ，质点分布最疏的部分叫 ．

三、提出疑惑：同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

疑惑点 疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标：

1.理解形成机械波的物理过程；

2.学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。知道横波和纵波的区别是波形不同，

二、学习过程：

合作探究1波动与振动的区别：

振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”；波动则是大量的、彼此相联系的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”．这种“群体行为”虽不同步但却是有秩序的．

根据机械波的定义，机械波产生的条件有两个：(1)有起振的波源；(2)有传播振动的介质．由此可以知道：有波动就一定有振动，因为波中的各个质点都是重复波源的振动；但有振动却不一定有波动，还要看是否有传播振动的介质．例如，放在抽成真空的玻璃罩内的闹钟，尽管铃锤不停地振动敲击铃壳，但是我们却听不到铃响，原因是闹钟周围没有传播声音的介质，不能形成声波．

合作探究2

请同学们再思考：如果波源停止了振动，那么由它引起的波动是否也会立即停止？试举例说明．

三、反思总结

1.波是自然界一种常见的运动，知道了产生机械波的条件是波源和介质. 2 / 21 2.机械波和机械振动是有区别的

机械振动在介质中的传播，形成机械波，有机械波一定有机械振动，有机械振动不一定有机械波.

3.机械波形成时，介质中的质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波逐流.

4.机械波分为横波和纵波，横波和纵波可以同时存在，例如地震波，既有横波，又有纵波.

四、当堂检测

1.关于波动的下列说法，正确的是

A．介质中的质点随波的传播而迁移

B．质点振动的方向总是垂直于波的传播方向

C．波不但传递能量，还能传递信息

D．一切波的传播均需要介质

2.如图10—1—1是一列向右传播的横波，请标出这列波中a、b、c、d……h等质点这一时刻的速度方向．

课后练习与提高

1．关于机械波的下列说法正确的是

A．有机械振动就有机械波 B．有机械波就一定有机械振动

C．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式

D．没有机械波就没有机械振动

2．波在传播过程中，正确的说法是

A．介质中的质点随波迁移

B．波源的振动能量随波传递

C．介质中质点振动的频率随着波的传播而减小

D．波源的能量靠振动质点的迁移来传播

3．区分横波和纵波是根据

A．质点振动的振幅和波的传播速度的大小

B．质点振动的频率和波的传播能量的多少

C．质点振动的方向和波传播的远近

D．质点振动的方向和波传播的方向

4．在机械波中

A．各质点都在各自的平衡位置附近振动

B．相邻质点间必有相互作用力

C．前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点

D．各质点也随波的传播而迁移

5．质点的振动方向与波的传播方向_______的波叫横波，质点的振动方向与波的传播方向在一直线上的波叫_______，机械波中的横波、纵波传播时均需要有_______．

6．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时

A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失

B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失 3 / 21 C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动

D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动

7．日常生活中，若发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢？说明理由．

8．如图10—1—2所示是沿绳向右传出的一列横波．在图上画出各个质点的振动速度方向，并回答下列几个问题：

(1)速度最大的点是第_______点、第_______点；

(2)第_______点所在的位置是波的波峰，此时该质点振动的速度为_______．

9．AB为一弹性绳，设法在绳上传播一个脉冲的波，如图10—1—3所示，当波从A向B传播时，绳上质点开始振动时，质点振动的速度方向是_______，若当波从B向A传播时，绳上质点开始振动时，质点振动的速度方向是____________．

10．如图10—1—4所示为一列横波在某时刻的波形，已知f质点在此时的运动方向向下，那么下列说法中正确的是

A．波向左传播

B．质点c比b先回到平衡位置

C．质点c和f的振幅相同

D．质点c在此时刻的加速度为零

当堂检测参考答案：1. 解析：介质中的质点只是随波源在各自的平衡位置附近做简谐运动，并不随波形的移动而迁移．选项A错误．

横波中质点振动的方向和波传播的方向垂直，而纵波中质点振动的方向和波的传播方向在同一直线上．选项B错误．

波在传播过程中，传播的不仅是波源振动的形式，还传播波源振动的能量和信息．譬如，老师讲课时，他的喉部和口腔是波源，通过空气介质形成声波，声波传入同学们的耳道引起鼓膜的振动——鼓膜获得了波源传递的能量，同时也获得了声波传递的信息——老师讲课的内容．选项C正确．

传播机械波一定要有介质，但传播电磁波可以没有介质．关于这一点，在后面“电磁波”的教学中还要讲到．选项D错误．

故本题的正确答案是C．

2. 解析：由波的形成特点可知，介质中先振动的质点将带动它后面的质点振动，后面质点的振动是前面质点振动的重复．比较沿波传播方向上相邻的两质点，可知后面质点的振动状态总是滞后于前面的质点．

此题中质点c和g此时在最大位移处，速度为零，无速度方向4 / 21 可言．若以此时最大位移处的c点为参照点，由波的形成特点知d点的振动滞后于c，要追随移动到最大位移处，所以速度方向向下，E、f依次跟上，速度都向下；b的振动超前，已从负的最大位移回振，所以速度向上；a超前b，已回到平衡位置，速度最大也向上；同理以g为参照点，可知h点速度向上．

说明：确定波的传播过程中某质点的振动方向，关键是要理解清楚波的形成原因，掌握波的传播特点．

课后练习与提高参考答案：

1．BC 2．B 3．D 4．ABC 5．垂直；纵波；介质 6．C

7．解析：不能．向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去．这是表面现象，实际上水波向四周传播时水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。 8．答案：图略．(1)3，7(2)5；零 9．答案：向下；向上

10．解析：由波的传播特点可知，当f点向下移动时，与它邻近的E点也将向下运动，E、f两点相比较，f的运动超前于E，f为前一质点，E为后一质点，波由右向左传播．质点c已到达最大位移处，之后c将移向平衡位置，而质点b却正在向最大位移处移动，所以质点c将比b先回到平衡位置．尽管此时c和f的位移不同，但它们的振幅却是相同的．质点c此时处在最大位移处，加速度最大．

答案：ABC

12.2波的图象 课前预习学案

一、预习目标：预习课本内容，知道波的图象与振动图象的区别

二、预习内容：

1．波的图象有时也称为 ，简称波形。它是用横坐标表示在波的传播方向上各质点的

纵坐标表示某一时刻各质点 。

2． 这样的波叫做正弦波，也叫

。介质中有正弦波传播时，介质的质点在做

。

3．波的图象表示 的位移，振动图象则表示

的位移。

三、提出疑惑：

同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

疑惑内容

课内探究学案

一、学习目标

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

重点：波的图象的物理意义及应用

二、学习过程 5 / 21 探究一：认识波的图像

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，位移向上时y取正值，向下时y取负值。在x-y平面上，画出各个质点平衡位置x与各质点偏离平衡位置的位移y的各点(x，y)，用平滑的曲线把各点连接起来就得到了横波的波形图象，如图5-2-1所示。

⑴ 波的形状是什么样子的？可以用怎样的函数来表示？

⑵波的图像的物理意义是什么？

⑶ 通过波的图像可以解决那些问题？

①从图象中可以看出

波长：波源振动一个周期，波向前传播的距离为一个波长，即：x；

②从图象中可以看出各质点振动

③从图象中可以看出该时刻各质点

④从图象中可以看出各质点 ；

⑤从图象中可以看出各质点 ；

⑥从图象中可以看出各质点 ；

⑦从图象中可以间接地比较各质点在该时刻的振动速度、动能、势能、回复力、加速度等量的大小；

探究二：根据某个质点的振动方向确定波的传播方向

[方法一] 微平移法：根据质点的振动方向，作出经微小时间后的波形，就知道了波的传播方向

[方法二] 成因法：由于波的形成是由于前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点重复着前面质点的振动，并且总滞后于前面质点的振动。由此可确定出已知振动方向质点的前面的质点，从而确定出波的传播方向。

探究三：根据某个时刻的波形图画出另一个时刻的波形图的方法

[方法一]特殊点法：取正弦波上五个特殊点(一个波峰点、三个平衡位置点和一个波谷点)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断经Δt后各质点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图，适用于4Tnt情形。

[方法二]平移法：由tvx，先计算出经Δt时间波传播的距离，再将原波形图沿波的传传播方向平移Δx即可。注意：由波的重复性可知：波形平移波长整数倍时，波形和原来重合，所以实际处理时通常采用去整留零的方法处理。

合集下载

大学物理教案-第4章 机械振动 机械波

大学物理教案-第4章 机械振动 机械波

大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

1

大学物理学

授课章节 第4章 机械振动 机械波

教学目的 1. 理解描述简谐振动的三个重要参量：振幅、周期（频率、圆

频率）、相位（初相位），能熟练确定这三个参量，特别是相位和初

相位。

2. 掌握描述简谐振动的旋转矢量法；

3. 理解简谐振动的动力学特征、运动学特征、能量特征；

4. 掌握同方向、同频率简谐振动的合成，了解拍振动；

5.理解波动方程及其多种表达式。

（1） 确切理解描述波动的三个重要参量：波长、周期（频率）、

波速的物理意义，并能熟练地确定这些量；

（2） 掌握由波动方程求位于某位置处质点的振动方程或某时刻

的波动方程的方法，并能熟练地求出同一波线上两点间的相位差，

或同一位置处质点不同时刻的振动相位差；

（3） 掌握如何写出波源不在坐标原点时的波动方程的方法；

（4） 掌握由已知时刻的波形曲线写出波动方程，或写出（画出）

某位置处质点的振动方程（振动曲线）的方法。

6. 理解波动能量的特点，理解平均能量密度、平均能流密度的概

念及相关的计算；

7. 理解波动叠加原理，掌握波的相干条件及相长、相消干涉的条

件。

教学重点、难点 1. 正确运用动力学方法求系统固有角频率；

2. 正确确定振动相位，从而写出振动方程；

3. 能应用旋转矢量讨论有关问题；

4. 正确地由振动方程写出波动方程，能将给定的波动方程与波动

方程的标准形式比较，从而获得波振幅A，波动角频率

（或周期

T，频率

）、波长

（或波速度u）；

5. 理解波速与振动速度的区别；

6. 能够由波动方程读出波线上某点的振动相位与坐标原点的相

位相比是超前还是滞后；

7. 由已知时刻的波形图建立波动方程（设传播方向已知）；

8 由已知点的振动曲线建立波动方程.

教学内容 备注 大 学 物 理 简 明 教 程 教 案

2

大学物理学 第4章 机械振动 机械波

前言

1. 振动是一种重要的运动形式

机械波教案——精选推荐

机械波教案——精选推荐

1 波的形成和传播 【教学目的】 1．在物理知识方面的要求： (l)(l)明确机械波的产生条件；明确机械波的产生条件； (2)(2)掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征；掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征； (3)(3)了解机械波的种类极其传播特征；了解机械波的种类极其传播特征； (4)(4)掌握描述机械波的物理量掌握描述机械波的物理量掌握描述机械波的物理量((包括波长、频率、波速包括波长、频率、波速))。 2．要重视观察演示实验，对波的产生条件及形成过程有全面的理解，同时要求学生仔细分析课本的插图。 3．在教学过程中教与学双方要重视引导和自觉培养正确的思想方法。 【重点难点】 1．重点是机械波的形成过程及描述； 2．难点是机械波的形成过程及描述。 【教具准备】 1．演示绳波的形成的长绳； 2．横波、纵波演示仪； 3．描述波的形成过程的挂图。 【教学过程】 (一)引入新课 我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性介质的整体的一种运动形式——机械波。 (二)教学过程设计 1．机械波的产生条件 例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。 演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。 以上两种波都可以叫做机械波。 (l)(l)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波 (2)(2)机械波的产生条件：振源和介质。机械波的产生条件：振源和介质。 振源——产生机械振动的物质，如在绳波中绳子端点在手的作用下不停抖动就是振源。 介质——传播振动的介质，如绳子、水。 2．机械波的形成过程 (1)(1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为((图1所示所示) ) (2)(2)机械波的形成过程：机械波的形成过程： 由于相邻质点的弹力的作用，当介质中某一质点发生振 动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。例如： 图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻第一行表示在开始时刻(t=0)(t=0)(t=0)各质点的位置，各质点的位置，这时所有质

高中物理高考复习题教案机械波

高中物理高考复习题教案机械波

高中物理高考复习题教案机械波教学目标：

1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）；

2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长；

3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题

4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系）教学难点：波的图象及相关应用

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、机械波

1．机械波的产生条件：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，如：绳上波、水面波等。

（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、

声波等。

分类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、声波等说明：地震波既有横波，也有纵波。

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，介质质点并不随波迁移。（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。

（4）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。

4．机械波的传播特点（规律）：（1）前带后，后跟前，运动状态向后传。即：各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定；且其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。（2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质点。

5．机械波的反射、折射、干涉、衍射

一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。（1）干涉产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。

需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的，也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的，那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：

微课《什么是机械波》教学设计-微课大赛

微课《什么是机械波》教学设计-微课大赛

微课《什么是机械波》教学设计

一、基本信息

作者：季晴

课程类别：文化课程

课程名称：物理

知识点：机械波的定义、条件和实质

适用对象：中职一年级学生物理学科

教学用途：本微课主要用于课前供学生预习，为新课教学做准备。也可放在开

始上课之时，作为新课导入，吸引学生的注意。或者放在课后供学生反复观看，牢

固对知识点的掌握。

二、教学背景

机械波是机械运动中比较复杂的运动形式.它作为周期性变化的运动,广泛地涉

及物理学的各个领域，是物理课程中的一个重点，同时也是难点。因为在此之前学

生学习的是单个质点的运动，而波动要求学生理解并想象多个质点同时又不同步运

动的情况，以及这种运动在空间的传播，这对于学生是有相当难度的。制作微课可

以方便学生更直观的观察，反复观看，牢固对知识点的掌握。

三、教学目标

知识目标：明确机械波的产生条件;掌握机械波的形成过程及

波动传播过程的特征。

能力目标：培养学生观察分析,逻辑思维及归纳总结的自主学

习能力;培养学生的时空观念。

德育目标：唯物主义世界观和科学方法论的教育，灾难自救教

育和生命教育。

四、教学方法教学过程设计意图

1、“中国蜘蛛侠”——郭成的高空杂技表演，导入新课，引起思考蜘蛛网的作用。1、从学生喜闻乐见的社会热点入手，在增强民族自豪感的同时，引起学生思考蜘蛛网的作用。

2、蜘蛛捕食过程的视频播放。一边分析一边引导学生观察蜘蛛如何利用机械波进行捕食。根据视频归纳机械波的定义，举例水波和声波加以说明。并从概念出发，引导学生思考“介质”的必要性。2、从生活现象入手，激发学生学习兴趣，贴近学生生活。从一般现象总结规律，符合学生的认知规律。通过举例巩固知识点，再引导学生进一步思考，采用循序渐进的学习方法。

3、播放《动物世界》中寄居蜘蛛用切断蛛网的方式偷取食物的视频。进而分析出“介质”是机械波形成的必要条件。通过实验视频验证结论，再介绍实际应用。3、这部分设计体现了“从实践中来，到实践中去”的教学理念。一段有趣的视频既激发了学生兴趣，又学到了知识，这便是“快乐学习”的本质。实验验证既体现了物理的严谨，也巩固了知识的掌握。实际应用的介绍是“学以致用”的体现。