2020-2021学年高中物理-第十二章-机械波-2-波的图象教案2-新人教版选修3-4.doc

2020-2021学年高中物理 第十二章 机械波 2 波的图象教案2 新人教版选修3-4

2020-2021学年高中物理 第十二章 机械波 2 波的图象教案2 新人教版选修3-4

年级：
姓名：

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波的图像
教学目标
1 通过波形图的得出过程，理解波的图像的物理意义。
2知道什么是间谐波。
3理解并掌握波形图的特征。
4能够利用图象解决两类问题：一是根据波形图的变化规律得出其他时刻的波形图；二是根据波形图判断质点的振动方向或波的传播方向。
教学重点
1 波的图像的特征
2波的图像的应用
教学难点
波的图像的特征
教学过程
【新课导入】
我们已经知道：振源振动带动它后面的质点振动，后面的质点又带动更远的质点振动……这样，各质点振动起来。又因为后面质点的振动状态总是滞后于前面质点的振动状态。所以，某一时刻，各质点的位移不尽相同，这样就形成了波。物理学中，常用波的图象来表示某时刻各质点的位移。
【新课教学】
一、波的图像的物理意义
波的图象表示某一时刻各质点的位移分布情况。
二、波的图象的得出
过渡：如何得出波的图象？
（1） 出示问题及绳波ppt。
（2） 建立坐标系。引导学生分析确定质点的位置及振动的平衡位置的方法，确定振动位移的方法，建立坐标系。
（3） 描点连线。在坐标系中画出对应质点的位移矢量，把每一矢量的末端用平滑曲线连接起来，就得到绳波的图像。
说明：波的图象表示各质点在某一时刻位移的分布情况，其长短高低与选取的单位长度有关。所以，波的图象与实际的波并不重合。
三、简谐波
若波的图像是正弦曲线，我们称为正弦波，也叫简谐波。引起简谐波的振动是简谐振动。
四、波的图象的特征
1、波的图象随空间位置的变化而变化且具有周期性。
（1）出示一 波形图ppt，让学生仔细观察得出结论。
（2）提问：为什么随空间位置的变化而变化？
因为各质点的振动总是滞后前一质点的振动，同一时刻，各质点的位移不同。
（4） 设问：波形周期性变化的原因是什么？
讲解：咱们从波的成因上找答案。
出示横波形成图ppt。据图说明：1/8T时，振源初始时刻的振动状态传到了p1; 1/4T时,该振动状态传到了p2……T时刻，该振动状态传到了p8,而此时,振源恰好回到初始振动状态,p8的振动状态与振源的振动状态完全相同。即一个周期后波传到的那一点比波源晚振动一个周期，与波源的振动同步。同理p1可以看作是后面质点的波源，p9的振动状态与p1的完全相同，p10的振动状态与p2的完全相同……这样，某一时刻，在后面的空间中出现了和前面空间相同的波形。综上，因为每间隔一定的空间的两质点振动时间相差nT,振动状态完全相同，所以，波形随时间作周期性变化。
2 某一空间的波形随时间变化且具有周期性。
（1） 通过横波演示仪演示得出结论。
先让学生看一波形并记住，，观察波形是否随时间变化，一段时间后是否还会出现这个波形。
（2） 提问：原因是什么？
回答：每一质点都在不停地振动且振动具有周期性。
3、随着波的传播，波形沿传播方向平移。
（1）演示得出结论。
（2）出示横波形成图，探究原因。
学生思考回答。
教师讲解：p1总是重复p0的运动状态，p2总是重复p1的运动状态，p3总是重复p2的运动状态，总是重复p3的运动状态……所以，一段时间后，p0、p1、p2、p3的位移在前一时刻形成的波形与p1、p2、p3、p4形成的波形完全相同。
五、波的图像的应用
1、由该时刻的图像得下一时刻的图象
例：横波正在沿x轴正方向传播，波速为 0.5m/s, 画出1s 后的波形曲线

学生思考回答，教师总结：平移法得波形。
例：横波正在沿x轴正方向传播，某时刻波形如图所示，画出T/2后，3T/2后该波的波形曲线

分析：新波形是各质点振动T/2后，3T/2后形成的，所以我们可以根据振动规律找出T/2后，3T/2后某些质点的位置，然后按正弦规律连线即可。
学生练习，教师巡视指导。
小结：这种做法与我们分析某一空间波形随时间作周期性变化的方法一致。
解决与波形有关的问题，我们可以从两个角度入手：一是波的传播角度，二是从振动的角度。
2 由波形图判断波的传播方向和质点的振动方向
例 如图：

判断A点的振动方向。
学生思考回答
教师小结：从振动的角度，每个质点都重复它前面质点的振动，我们有了带动法。每个质点的振动方向决定了下一时刻的波形，我们有了平移法。
练习：（1）判断B点、C点的振动方向。
（2）若已知A点向下振动，判断波的传播方向。若B点向下振动呢？
【课堂小结】
今天我们研究的内容有：
（1） 波的图象的物理意义；
（2） 波的图象的特征；
（3） 波的图象的两个应用。
从解决问题的过程中可知：解决波的问题可从传播和振动两个角度角度思考解决。