高中物理《波動圖象的應(yīng)用》的教學(xué)設(shè)計

時間：2024-10-12 18:43:25

高中物理《波動圖象的應(yīng)用》的教學(xué)設(shè)計

高中物理《波動圖象的應(yīng)用》的教學(xué)設(shè)計

　　教學(xué)目標(biāo)：

　　1．明確波動圖象與振動圖象的區(qū)別；

　　2．掌握波動問題的顯著特點(diǎn)及解決波的圖象問題的常用方法。

　　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)：波動問題的多解性

　　教學(xué)方法：討論法、講授法

　　教具準(zhǔn)備：演示掛圖、投影

　　教學(xué)內(nèi)容及步驟：

　　一、波動圖象與振動圖象的對比

　　振動圖象波的圖象

　　研究對象

　　物理意義表示_________在各個時刻對平衡位置的位移情況表示_________各個連續(xù)質(zhì)點(diǎn)對平衡位置的位移情況

　　坐標(biāo)意義縱坐標(biāo)表示_____橫坐標(biāo)表示_____ 縱坐標(biāo)表示_______，橫坐標(biāo)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(jī)記錄一個質(zhì)點(diǎn)連續(xù)振動的“_________” 比喻為某一時刻對所有質(zhì)點(diǎn)拍下的“________”

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

　　圖象

　　二、歸納波動問題的顯著特點(diǎn)及形成原因

　　波動問題的一個顯著特點(diǎn)是_________，形成多解的原因主要有兩個，一是振動的______周期性和波動的_______周期性。二是波動_________的不確定性（+x和-x）。

　　三、解決波的圖象問題的常用方法

　　解決波動問題重點(diǎn)從“微觀”和“宏觀”兩個方面及它們的關(guān)系著手分析。微觀就是單個質(zhì)點(diǎn)的振動，宏觀就是整體波形的變化。

　　（1）特殊點(diǎn)法：

　　（2）波形平移法：根據(jù)波動在同種介質(zhì)中勻速的特點(diǎn)，經(jīng)時間將波形圖象沿波的傳播方向整體平移_________________（超過一個波長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刻的波形圖，

　　已知C點(diǎn)正向+y方向運(yùn)動，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B質(zhì)點(diǎn)的速度為正，加速度為正

　　D．經(jīng)過T/2，A到達(dá)波峰

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

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

　　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(xiàn)有一列簡諧橫波沿此繩傳播，某時刻，繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動方向如圖b所示（其他點(diǎn)的運(yùn)動情況未畫出），其中點(diǎn)12的位移為零，向下運(yùn)動，點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值。試在圖c中畫出再經(jīng)過周期時點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向，其他點(diǎn)不必畫，（圖c的橫、縱坐標(biāo)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(yùn)動經(jīng)過平衡位置時，x=4m處的質(zhì)點(diǎn)B恰好位于上方最大位移處，問

　　①若設(shè)這列波的波長大于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？

　　②若波速為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繩上的a、b兩點(diǎn)，相距14.0m，b點(diǎn)在a的右方，當(dāng)一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正的最大時，b點(diǎn)的位移恰好為零，且向下運(yùn)動，經(jīng)過1.00s后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動，而b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)最大，則這列簡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(xí)

　　1．一列橫波在x軸上傳播，t與在X軸上-3m~3m的區(qū)間內(nèi)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)振動周期的最大值為0.4s

　　C．時，的質(zhì)點(diǎn)位移為零

　　D．若波沿+X方向傳播，各質(zhì)點(diǎn)剛開始振動時的方向向上

　　2．一列橫波在t=0時刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，在時刻的波形如圖中虛線所示，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時刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a，質(zhì)點(diǎn)a開始由平衡位置向上運(yùn)動，t=1s，質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)，則在這段時間內(nèi)

　　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(yùn)動 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波長，當(dāng)a點(diǎn)振動到最高點(diǎn)時，b點(diǎn)恰好經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動，試在a、b之間畫出可能的波形。

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