2019-2020学年高中物理 第二章 机械波单元复习教案 教科版选修3-4.doc.doc

2019-2020学年高中物理第二章机械波单元复习教案教科版选修

3-4

教学目标

1.通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率（周期）的关系。

2.了解惠更斯原理，能用来分析波的反射和折射。

3.通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。

4.通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。重点难点

重点：理解波速、波长和频率（周期）的关系。波的图像。

难点：认识波的干涉现象、衍射现象。

设计思想

本章是上一章“机械振动”教学内容的延伸和扩展。机械振动只讨论物体的运动状态随时间的变化，而波动讨论的是振动在空间介质中的传播。本章着重介绍有关波的共性的知识，如波的形成与传播、波长、频率、波速、波传播的规律、波的图像、波的反射和折射、波的干涉、衍射、多普勒效应等。

教学资源《机械波复习》多媒体课件

教学设计

【课堂学习】

学习活动一：理解基本概念

问题1：什么是机械波？机械波产生的条件？机械波的分类？

问题2：描述机械波的物理量？

问题3：波的图象特点、意义、应用？

问题4：波的干涉、衍射现象？

问题5：什么是多普勒效应？

学习活动二：掌握基本规律

问题1：描述机械波的物理量关系？（）

问题2：波的传播方向与质点的振动方向关系确定方法？

问题3：波的叠加原理？

问题4：波的独立传播原理？

学习活动三：熟悉基本题型

问题1：波动图像的分析

【例题】一简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻其波形如图所示。下列说法正确的是

A 由波形图可知该波的波长

B 由波形图可知该波的周期

C 经1/4周期后质元P运动到Q点

D 经1/4周期后质元R的速度变为零

解析：由波的图象的物理意义，可直接得出波长为4cm ，A项正确；波传递的是能量和振动形式，并不发生质点的迁移，质点只能在各自的平衡位置振动，C错误，D正确；波长、

波速和周期（频率）三个量中要知道两个才能求出第三个，B 项错误。

答案：AD

问题2：波长、波速和周期（频率）的关系

【例题】一简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中位于a 、b 两处的质元经过四分之一周期后分别运动到a '、b '处。某人据此做出如下判断：①可知波的周期，②可知波的传播速度，③可知的波的传播方向，④可知波的波长。其中正确的是（ ）

A ．①和④

B ．②和④

C ．③和④

D ．②和③ 解析：由题意b 质点向下振动，可判断波向右传播，

从图象上可得波的波长为4m ，选答案C 。

答案：C

【例题】一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，t =0

时刻的波形如图中实线所示，t =0.2s 时刻的波形如图中的虚线所示，则

Ａ．质点P 的运动方向向右

Ｂ．波的周期可能为0.27s

Ｃ．波的频率可能为1.25Hz

Ｄ．波的传播速度可能为20m/s

解析：如果波向右传播，有（n+1/4）T=0.2s ， 如果波向左传播，有有（n+3/4）T=0.2s ，从波的图象可得m 24=λ，结合T λυ=

，可判断BD 错误，C 正确。 答案：C

【例题】如图6－11所示，一列在x 轴上传播的横波t 0时刻的图线用实线表示，经Δt ＝0.2s 时，其图线用虚线表示。已知此波的波长为2m ，则以下说法正确的是：（ ）

A ．若波向右传播，则最大周期为2s

B ．若波向左传播，则最大周期为2s

C ．若波向左传播，则最小波速是9m/s

D ．若波速是19m/s ，则波的传播方向向

左

解析：首先题目中没有给出波的传播方向，因而应分为两种情况讨论。例如波向右传播，图中实线所示横波经过0.2s 传播的距离可以为0.2m ， (0。2+λ)m ， (0.2+2λ)m……，其波形图均为图中虚线所示。因而不论求周期最小值还是求周期的最大值，都可以先写出通式再讨论求解。

解答：如果波向右传播，传播的距离为（0.2+n λ）m （n ＝1，2，3……），则传播速度为2.022.0n t s v +=∆=m/s ，取n =0时对应最小的波速为1m/s ，根据周期v

T λ=，得最大的周期为2s 。因此选项A 是正确的；

如果波向左传播，传播的距离为（n λ－0.2） m （n =1，2，3……），则传播速度为2.02.02－n t s v =∆=m/s ，取n =1时对应最小的波速为9m/s ，根据周期v

T λ=，得最大的周

期为9

2s 。因此选项C 是正确的，B 是错误的；在向左传播的波速表达式中，当取n =2时，计算得波速为19 m/s ，因此选项D 是正确的。

问题3：判定波的传播方向和质点的振动方向

【例题】一简谐横波在x 轴上传播，在某时刻的波形如图所示。已知此时质点F 的运动方向向下，则（ ）

A ．此波朝x 轴负方向传播

B ．质点D 此时向下运动

C ．质点B 将比质点C 先回到平衡位置

D ．质点

E 的振幅为零

解析：本题主要考查对波的传播方向与波上某质点运动方向间的关系的推理判断，以及对波形图的想像能力。

对于本题，已知质点F 向下振动，由上述方法可知，此列波向左传播。质点B 此时向上运动，质点D 向下运动，质点C 比B 先回到平衡位置。在此列波上所有振动质点的振幅都是相等的。故只有A 、B 选项正确。

问题4：能正确作出两列波叠加后的波形图

【例题】如图23甲所示，两列相同的波相向传播，当它们相遇时，图23乙中可能的波形是：

A ．图（a ）和图(b);

B ．图（b ）和图(c);

C ．图（c ）和图(d);

D ．图（a ）和图(d)。

解析： 当两列相遇时，达到图24所示的状态时，叠加以后的波形应是图

23乙(b)。 当两列相遇时，达到图

25所示的状态时，叠加以后的波形应是图23乙(c)。

所以正确答案应是B 。

【例题】A 、B 两波相向而行，在某时刻的波形与位置如图26所示，已知波的传播速度为V ，图中标尺每格长度为L ，在图中画出又经过t=7L/V 时的波形。(参考答案)

解析：根据波的叠加原理很容易确定经过t=7L/V

时的波形如图27所示。

问题5：波动现象的应用

【例题】利用超声波可以探测鱼群的位置。在一只装有超声波发射和接收装置的渔船上，

向选定的方向发射出频率f=5.8×104Hz 的超声波后，经过时间t=0.64s 收到从鱼群反射回

来的反射波。已知这列超声波在水中的波长λ=2.5cm ，求鱼群到渔船的距离是多少？

A B a b c d