高中物理《波動(dòng)圖象的應用》的教學(xué)設計

高中物理《波動(dòng)圖象的應用》的教學(xué)設計

　　教學(xué)目標：

　　1．明確波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的區別；

　　2．掌握波動(dòng)問(wèn)題的顯著(zhù)特點(diǎn)及解決波的圖象問(wèn)題的常用方法。

　　教學(xué)重點(diǎn)：掌握解決波的圖象的常用方法

　　教學(xué)難點(diǎn)：波動(dòng)問(wèn)題的多解性

　　教學(xué)方法：討論法、講授法

　　教具準備：演示掛圖、投影

　　教學(xué)內容及步驟：

　　一、波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的對比

　　振動(dòng)圖象 波的圖象

　　研究對象

　　物理意義 表示_________在各個(gè)時(shí)刻對平衡位置的位移情況 表示_________各個(gè)連續質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的位移情況

　　坐標意義 縱坐標表示_____橫坐標表示_____ 縱坐標表示_______，橫坐標表示各質(zhì)點(diǎn)__________到振源或原點(diǎn)的距離

　　形象記憶 比喻為用攝像機記錄一個(gè)質(zhì)點(diǎn)連續振動(dòng)的“_________” 比喻為某一時(shí)刻對所有質(zhì)點(diǎn)拍下的“________”

　　圖象的變化趨勢 圖象隨時(shí)間延長(cháng)向前延伸，而曲線(xiàn)原有部分圖形不變 隨時(shí)間延長(cháng)，波形圖象沿波的傳播方向向前平移（ ），不同時(shí)刻的波形圖不同，且作周期性變化

　　圖 象

　　二、歸納波動(dòng)問(wèn)題的顯著(zhù)特點(diǎn)及形成原因

　　波動(dòng)問(wèn)題的一個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)是_________，形成多解的原因主要有兩個(gè)，一是振動(dòng)的______周期性和波動(dòng)的_______周期性。二是波動(dòng)_________的不確定性（+x和-x）。

　　三、解決波的圖象問(wèn)題的常用方法

　　解決波動(dòng)問(wèn)題重點(diǎn)從“微觀(guān)”和“宏觀(guān)”兩個(gè)方面及它們的關(guān)系著(zhù)手分析。微觀(guān)就是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，宏觀(guān)就是整體波形的變化。

　�。�1）特殊點(diǎn)法：

　�。�2）波形平移法：根據波動(dòng)在同種介質(zhì)中勻速的特點(diǎn)，經(jīng)時(shí)間 將波形圖象沿波的傳播方向整體平移_________________（超過(guò)一個(gè)波長(cháng)采用去整留零的方法）的距離。

　　四、典型例題

　　例1：如圖所示是一列橫波在某時(shí)刻的波形圖，

　　已知C點(diǎn)正向+y方向運動(dòng)，則（ ）

　　A．此波向右傳播

　　B．D質(zhì)點(diǎn)比C質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置

　　C．此時(shí)B質(zhì)點(diǎn)的速度為正，加速度為正

　　D．經(jīng)過(guò)T/2，A到達波峰

　　例2：如圖所示，甲為某橫波上A點(diǎn)的振動(dòng)圖像，乙為該橫波在 時(shí)的波動(dòng)圖象，由此兩圖求（1）波速大��；（2）波速方向；（3）振幅。

　　例3：一列簡(jiǎn)諧橫波在 時(shí)刻的波形如圖所示，傳播方向自左向右，已知 時(shí)，P點(diǎn)出現第二次波峰，則在Q點(diǎn)第一次出現波峰的時(shí)間為多少？

　　例4：如圖中有一條均勻的繩，1、2、3、4、……是繩上一系列等間隔的點(diǎn)，現有一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩傳播，某時(shí)刻，繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運動(dòng)方向如圖b所示（其他點(diǎn)的運動(dòng)情況未畫(huà)出），其中點(diǎn)12的位移為零，向下運動(dòng)，點(diǎn)9的位移達到最大值。試在圖c中畫(huà)出再經(jīng)過(guò) 周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向，其他點(diǎn)不必畫(huà)，（圖c的橫、縱坐標與圖a、b完全相同）（99年高考題）

　　例5：一列頻率為50Hz的橫波在X軸上傳播，在x=-2m處的質(zhì)點(diǎn)A向下運動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)B恰好位于上方最大位移處，問(wèn)

　�、偃粼O這列波的波長(cháng)大于6m，且沿+x方向傳播，則波速多大？如果沿-X方向傳播，波速有多大？

　�、谌舨ㄋ贋�240m/s，則波的傳播方向如何？

　　例6．如圖所示，一根張緊的水平彈性長(cháng)繩上的a、b兩點(diǎn)，相距14.0m，b點(diǎn)在a的右方，當一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(cháng)繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達到正的最大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰好為零，且向下運動(dòng)，經(jīng)過(guò)1.00s后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運動(dòng)，而b點(diǎn)的位移恰達到負最大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速可能等于

　　A．4.67m/s B．6 m/s

　　C．10 m/s D．14 m/s

　　五、隨堂練習

　　1．一列橫波在x軸上傳播，t與 在X軸上-3m~3m的區間內的波形圖如圖所示，由圖可知：

　　A．該波的最大波速為10 m/s

　　B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的最大值為0.4s

　　C． 時(shí)， 的質(zhì)點(diǎn)位移為零

　　D．若波沿+X方向傳播，各質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)時(shí)的方向向上

　　2．一列橫波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線(xiàn)所示，在 時(shí)刻的波形如圖中虛線(xiàn)所示，由此可以判斷此波傳播的距離可能為

　　A．1m B．9m C．7m D．10m

　　3．如圖，沿波的傳播方向上有間距均為1m的六個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f，均靜止在各自的平衡位置。一列橫波以1m/s的速度水平向右傳播，t=0時(shí)刻到達質(zhì)點(diǎn)a，質(zhì)點(diǎn)a開(kāi)始由平衡位置向上運動(dòng)，t=1s，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達最高點(diǎn)，則在 這段時(shí)間內

　　A．質(zhì)點(diǎn)c的加速度逐漸增大 B．質(zhì)點(diǎn)a的速度逐漸增大

　　C．質(zhì)點(diǎn)d向下運動(dòng) D．質(zhì)點(diǎn)f保持靜止

　　4．如圖所示，繩中有一列正弦橫波，沿x軸傳播，圖中a、b是繩上兩點(diǎn)，它們在x軸方向上的距離小于一個(gè)波長(cháng)，當a點(diǎn)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，b點(diǎn)恰好經(jīng)過(guò)平衡位置向上運動(dòng)，試在a、b之間畫(huà)出可能的波形。

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