#21《波的形成和描述》學(xué)案3

2. 1《波的形成和描述》學(xué)案 3 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1?明確機(jī)械波的產(chǎn)生條件、形成過程及波動(dòng)傳播過程的特征；了解機(jī)械波的 種類極其傳播特征； 2?明確描述機(jī)械波的物理量、圖象的物理意義。 3 ?明確振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖形的區(qū)別、掌握波的時(shí)間周期性和空間周期性的 特點(diǎn)。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 機(jī)械波的形成過程；明確波的圖象的物理意義; 【知識(shí)要點(diǎn)】 1。波的形成與傳播 1) .機(jī)械波的產(chǎn)生條件 (1) 機(jī)械波的概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波 (2) 機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。 振源一一產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的物質(zhì)，介質(zhì)一一傳播振動(dòng)的媒質(zhì)。 2) .機(jī)械波的形成過程 3) .對(duì)機(jī)械波概念的理解 (1) 機(jī)械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)的一種共同運(yùn)動(dòng)形式; (2) 當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本 身并不隨波遷移，機(jī)械波向外傳播的只是機(jī)械振動(dòng)的形式 (演示橫波演示器); (3) 波是傳播能量的一種方式。 2. 波的種類 一 按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分 為兩類：橫波和縱波。 (1) 橫波 定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。 波形特點(diǎn)：凸凹相間的波紋(觀察橫波演示器)， 又叫起伏波。如圖3波形所示。 ⑵縱波 定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條 直線上。 波形特點(diǎn)：疏密相間的波形，又叫疏密波。女口 圖4波形所示。 3. 波的描述 甲 圖1 1).波的圖象描述 (1)在平面直角坐標(biāo)系中： 橫坐標(biāo)——表示在波的傳播方向 上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置與參考點(diǎn)的距 離。 縱坐標(biāo) 表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn) 偏離平衡位置的位移。 連接各位移矢量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象， 如圖中甲表示某一 時(shí)刻繩上的一列橫波，乙是它的圖象。 橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似， 波的圖象又叫波形圖?？v波的圖象較為 復(fù)雜，不再深入討論。簡諧波的圖象是一條正弦或余弦曲線。 （2）.波的圖象的物理意義 波的圖象表示介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻（同一時(shí)刻）偏離平衡位置的位移的空間 分布情況。在不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移不同， 波形也隨之改變，不同時(shí)刻的波形 曲線是不同的。 2）波的特征 ⑴波長 定義：沿著波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是 相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離。 單位：米 符號(hào)：入 ① 在橫波中波長等于相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離； 在縱波中波長等于相鄰兩個(gè)密部或疏部的中央之間的距離。 ② 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，振動(dòng)形式在介質(zhì)中傳播的距離恰好等于一個(gè)波長， 即: 振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長。 ⑵波速 定義：波的傳播快慢，其大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定的，在不同的介質(zhì)中速度并 不相同。 單位：米/秒 符號(hào)：v 表達(dá)式：v = X /T （3）頻率質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期又叫做波的周期（T）;質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率又叫做波的頻 率⑴。 波的振動(dòng)周期和頻率只與振源有關(guān)，與媒質(zhì)無關(guān)。 【典型例題】 例題1:如圖3所示為一列簡諧波在某一時(shí)刻的波的圖象 求：（1）該波的振幅和波長。 ⑵ 已知波向右傳播，說明A、B、C、D質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。 （3）畫出經(jīng)過T/4后的波的圖象。 解：（1）振幅是質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大位移，波長是兩個(gè)相鄰的峰峰或谷 谷之間的距離，所以振幅 A= 5cm波長X = 20m ⑵根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程，可以知道質(zhì)點(diǎn) B開始的時(shí)間比它左 邊的質(zhì)點(diǎn)A要滯后一些，質(zhì)點(diǎn)A已到達(dá)正向最大位移處，所以質(zhì)點(diǎn)B此時(shí)刻的運(yùn) 動(dòng)方向是向上的，同理可判斷出 C、D質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向是向下的。 （3）因?yàn)椴ㄊ窍蛴覀鞑サ模纱藭r(shí)刻經(jīng)T/4后波的圖象，即為此時(shí)刻的波形沿 波的傳播方向推進(jìn)X /4的波的圖象，如圖4所示。 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 1、機(jī)械波傳播的是（ ） A ?介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn) B.質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式 C. 能量 D.信息 2、 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是（ A. 如果振源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波動(dòng)也立即停止 B. 物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波 C. 波的速度等于質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度 D. 波在介質(zhì)中的傳播頻率與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān) 3、 關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法中正確的是（ ） A. 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的方向 B. 簡諧波沿長繩傳播，繩上機(jī)距半個(gè)波長的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等 C. 任一持動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)波長 D. 振幅越大,則波傳播的速度越慢 4、 在波的傳播過和中，下列說法中正確的是（ ） A .每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率都等于波源的頻率 B. 振動(dòng)情況完全機(jī)同的質(zhì)點(diǎn)間的距離一定等于波長 C. 振動(dòng)情況完全相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離一定等于波長 D. 振動(dòng)步調(diào)相反的質(zhì)噗間的距離為半波長 5、 一簡諧橫波沿X軸正方向傳播，某時(shí)刻其波形如圖所示，下列說 法中正確的是（） A .由波形圖可知該波的波長 B. 由波形圖可知該波的周期 C. .經(jīng)1/4周期后質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn) D. .經(jīng)1/4周期后質(zhì)點(diǎn)R的速度變?yōu)榱?6 —列沿X軸正方向傳播的簡諧波，波速為60m/s,在t=0時(shí)波的圖象如圖所示 則下列說法中正確的是（） A .此波頻率為40Hz,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的速度為零 B.此波頻率為40Hz,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的速度沿著y軸負(fù)方向 C. 此波頻率為20Hz,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度沿著 D. 此波頻率為20Hz，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度為零 參考答案: 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 答案 BCD D B AC AD 丁 C 【反思】 收 獲 疑 問