高中物理《波動圖象的應用》的教學設計

2024-10-12

高中物理《波動圖象的應用》的教學設計

　　教學目標：

　　1．明確波動圖象與振動圖象的區別；

　　2．掌握波動問題的顯著特點及解決波的圖象問題的常用方法。

　　教學重點：掌握解決波的圖象的常用方法

　　教學難點：波動問題的多解性

　　教學方法：討論法、講授法

　　教具準備：演示掛圖、投影

　　教學內容及步驟：

　　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_________各個連續質點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_______，橫坐標表示各質點__________到振源或原點的距離

　　形象記憶比喻為用攝像機記錄一個質點連續振動的“_________” 比喻為某一時刻對所有質點拍下的“________”

　　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及形成原因

　　波動問題的一個顯著特點是_________，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

　　解決波動問題重點從“微觀”和“宏觀”兩個方面及它們的關系著手分析。微觀就是單個質點的振動，宏觀就是整體波形的變化。

　　（1）特殊點法：

　　（2）波形平移法：根據波動在同種介質中勻速的特點，經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點正向+y方向運動，則（）

　　A．此波向右傳播

　　B．D質點比C質點先回到平衡位置

　　C．此時B質點的速度為正，加速度為正

　　D．經過T/2，A到達波峰

　　例2：如圖所示，甲為某橫波上A點的振動圖像，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點出現第二次波峰，則在Q點第一次出現波峰的時間為多少？

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

　　①若設這列波的波長大于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，相距14.0m，b點在a的右方，當一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時，若a點的位移達到正的最大時，b點的位移恰好為零，且向下運動，經過1.00s后，a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移恰達到負最大，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

　　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．質點振動周期的最大值為0.4s

　　C．時，的質點位移為零

　　D．若波沿+X方向傳播，各質點剛開始振動時的方向向上