高中物理《波动图象的应用》的教学设计

高中物理《波动图象的应用》的教学设计

高中物理《波动图象的应用》的教学设计

　　教学目标：

　　1．明确波动图象与振动图象的区别；

　　2．掌握波动问题的显著特点及解决波的图象问题的常用方法。

　　教学重点：掌握解决波的图象的常用方法

　　教学难点：波动问题的多解性

　　教学方法：讨论法、讲授法

　　教具准备：演示挂图、投影

　　教学内容及步骤：

　　一、波动图象与振动图象的对比

　　振动图象 波的图象

　　研究对象

　　物理意义 表示_________在各个时刻对平衡位置的位移情况 表示_________各个连续质点对平衡位置的位移情况

　　坐标意义 纵坐标表示_____横坐标表示_____ 纵坐标表示_______，横坐标表示各质点__________到振源或原点的距离

　　形象记忆 比喻为用摄像机记录一个质点连续振动的“_________” 比喻为某一时刻对所有质点拍下的“________”

　　图象的变化趋势 图象随时间延长向前延伸，而曲线原有部分图形不变 随时间延长，波形图象沿波的传播方向向前平移（ ），不同时刻的波形图不同，且作周期性变化

　　图 象

　　二、归纳波动问题的显著特点及形成原因

　　波动问题的一个显著特点是_________，形成多解的原因主要有两个，一是振动的______周期性和波动的_______周期性。二是波动_________的不确定性（+x和-x）。

　　三、解决波的图象问题的常用方法

　　解决波动问题重点从“微观”和“宏观”两个方面及它们的关系着手分析。微观就是单个质点的振动，宏观就是整体波形的变化。

　　（1）特殊点法：

　　（2）波形平移法：根据波动在同种介质中匀速的特点，经时间 将波形图象沿波的传播方向整体平移_________________（超过一个波长采用去整留零的方法）的距离。

　　四、典型例题

　　例1：如图所示是一列横波在某时刻的波形图，

　　已知C点正向+y方向运动，则（ ）

　　A．此波向右传播

　　B．D质点比C质点先回到平衡位置

　　C．此时B质点的速度为正，加速度为正

　　D．经过T/2，A到达波峰

　　例2：如图所示，甲为某横波上A点的振动图像，乙为该横波在 时的波动图象，由此两图求（1）波速大小；（2）波速方向；（3）振幅。

　　例3：一列简谐横波在 时刻的波形如图所示，传播方向自左向右，已知 时，P点出现第二次波峰，则在Q点第一次出现波峰的时间为多少？

　　例4：如图中有一条均匀的绳，1、2、3、4、……是绳上一系列等间隔的点，现有一列简谐横波沿此绳传播，某时刻，绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示（其他点的运动情况未画出），其中点12的位移为零，向下运动，点9的位移达到最大值。试在图c中画出再经过 周期时点3、4、5、6的位置和速度方向，其他点不必画，（图c的横、纵坐标与图a、b完全相同）（99年高考题）

　　例5：一列频率为50Hz的横波在X轴上传播，在x=-2m处的质点A向下运动经过平衡位置时，x=4m处的质点B恰好位于上方最大位移处，问

　　①若设这列波的波长大于6m，且沿+x方向传播，则波速多大？如果沿-X方向传播，波速有多大？

　　②若波速为240m/s，则波的传播方向如何？

　　例6．如图所示，一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点，相距14.0m，b点在a的右方，当一列简谐横波沿此长绳向右传播时，若a点的位移达到正的最大时，b点的位移恰好为零，且向下运动，经过1.00s后，a点的位移为零，且向下运动，而b点的位移恰达到负最大，则这列简谐波的波速可能等于

　　A．4.67m/s B．6 m/s

　　C．10 m/s D．14 m/s

　　五、随堂练习

　　1．一列横波在x轴上传播，t与 在X轴上-3m~3m的区间内的波形图如图所示，由图可知：

　　A．该波的最大波速为10 m/s

　　B．质点振动周期的最大值为0.4s

　　C． 时， 的质点位移为零

　　D．若波沿+X方向传播，各质点刚开始振动时的方向向上

　　2．一列横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示，在 时刻的波形如图中虚线所示，由此可以判断此波传播的距离可能为

　　A．1m B．9m C．7m D．10m

　　3．如图，沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播，t=0时刻到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动，t=1s，质点a第一次到达最高点，则在 这段时间内

　　A．质点c的加速度逐渐增大 B．质点a的速度逐渐增大

　　C．质点d向下运动 D．质点f保持静止

　　4．如图所示，绳中有一列正弦横波，沿x轴传播，图中a、b是绳上两点，它们在x轴方向上的距离小于一个波长，当a点振动到最高点时，b点恰好经过平衡位置向上运动，试在a、b之间画出可能的波形。