高中物理 波的特有现象 次声波和超声波导学案 新人教版选修.DOC

高中物理波的特有现象次声波和超声波导学
案新人教版选修.DOC
【学习目标】
1、知道波的衍射现象和产生明显衍射现象的条件。

2、知道波的干涉现象和产生干涉现象的条件。

3、知道什么是多普勒效应。

4、知道次声波和超声波的特点及应用。

【学习重点和难点】
波的衍射和干涉现象分析。

【使用说明及学法指导】
本学案包括《波的衍射》、《波的干涉》、《多普勒效应》、《次声波和超声波》四节课的内容，都是对基本概念的理解和记忆。

建议第一课时在教师的指导下先认真阅读教材的有关内容，初步掌握课前预习案的内容。

第二课时通过探究展示课加深对本部分重点和难点知识的理解。

【课前预习案】
一、知识点
一、波的衍射
1、波的衍射概念：波绕过 __________的现象叫做波的衍射。

2、能够发生明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波的波长 __或者跟波长。

检测
1、如图是观察水波衍射的装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O是波源，图中已经画出波源所在区域波的传播情况，每条相邻波纹（图中曲线）之间的距离表示一个波长，则对于波经过孔之后的传播情况，下列描述中正确的是(
)
A、此时能明显观察到波的衍射现象
B、挡板前后波纹间距相等
C、如果孔AB扩大后,有可能观察不到明显的衍射现象
D、如果孔的大小不变,使波源频率增大,能更明显观察到衍射现象
二、知识点
二、波的干涉
1、波的独立性传播原理与叠加原理：在几列波叠加的区域内，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的_。

几列波相遇时能够保持各自的运动状态而不互相干扰。

2、波的干涉现象：__ 相同的两列波叠加，使某些区域的振动___ __，某些区域的振动 _______，并且振动加强与振动减弱的区域互相 __的现象。

3、产生干涉的必要条件是：两列波源的__________必须相同。

频率相同的两列波叫做________波。

4、对振动“加强”点和振动“减弱”点的理解：（1）所谓振动“加强”点，就是两列波引起的振动方向总是相同的。

如“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”。

（2）所谓振动“减弱”点，就是两列波引起的振动方向总是相反的。

如“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”。

（3）在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。

两列振幅相同的相干波引起的干涉图样，振动加强点总是振动的，只是振幅加倍，振动减弱点总是保持不动的，位移为0。

（4）振动加强区和减弱区：振动完全相同的两列波，某点到两波源间的距离之差为半波长的偶数倍（波长的整数倍），则是振动加强区；某点到两波源间的距离之差为半波长的奇数倍，则是振动减弱区。

检测
1、两列振幅相同的波叠加，出现稳定的干涉图样，则（）
A、振动加强的区域各质点都在波峰上
B、振动加强的区域有时质点位移会为零
C、振动加强和减弱的区域随波迁移
D、振动加强和减弱的区域位置不变
D、再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱。

三、知识点
三、多普勒效应
1、多普勒效应：由于_________和___________之间有相对运动，使观察者接收到波的_________发生变化的现象叫做多普勒效应。

2、多普勒效应现象：（1）当波源与观察者相向运动时，观察者“感觉”到波的频率变大。

（2）当波源与观察者背向运动时，观察者“感觉”到波的频率变小。

检测
1、a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波。

a、b若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是：（）
A、a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高
B、a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高
C、a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低
D、a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高
四、知识点
四、声波
1、人耳能听到声音的频率范围是：
______________________。

2、频率低于___________的声波叫次声波，请说出次声波的常见应用。

3、频率高于____________声波叫超声波，请说出超声波的特点及常见应用。

检测
1、关于次声波和超声波，下列说法中正确的是（）
A、频率低于20Hz的声波为次声波，频率高于20000Hz的声波为超声波
B、次声波波长比可闻波短，超声波的波长比可闻波长
C、次声波频率太低，即使是高强度次声波对人体也没有伤害
D、在同一均匀介质中，在相同的外部环境下，次声波、可闻波、超声波的波速相同
【课内探究案】
1、解释生活中的自然现象：
A、闻其声而不见其人是声波的现象。

B、夏日雷声隆隆，是声波的现象。

C、围绕发声的音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，是声波的现象。

D、在墙外听到墙内的人讲话，这是声波的现象。

E、在由同一声源带动的两个扬声器之间走动时，听到声音时强时弱，这是声波现象。

F、在路边听迎面驶来的汽车的鸣笛声与在汽车上的驾驶员听到的声音不一样是声波的。

G、高速公路边上的测速仪是利用超声波的。

2、如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。

设两列波的振幅均为5 cm，且图示的范围
内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0、5m。

C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）
A、
C、E两点都保持静止不动
B、图示时刻
A、B两点的竖直高度差为20cm
C、图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动
D、从图示的时刻起经0、25s，B点通过的路程为20cm
3、如图甲，两列相同的波相向传播，当它们相遇时波形可能是乙中的（）甲 A B C D
4、一列波在传播过程中通过一个障碍物，发生了一定程度的衍射，以下情况能使衍射现象更明显的是（）
A 、缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率
B、缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率
C、增大障碍物尺寸，同时减小波的频率
D、增大障碍物尺寸，同时增大波的频率
5、在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和2在同一空间的空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是(
)
A、波1速度比波2速度大
B、相对于同一障碍物，波1比波2更容易发生衍射现象
C、这两列波传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象
D、这两列波传播的方向上，运动的观察者听到的这两列波的频率可以相同
6、两列相干波的振幅分别为A1和A2，某时刻介质中质点P 的位移大小为A1+A2，则（）
A、质点的振幅一直为A1+A2
B、质点的振幅再过半个周期为∣A1—A2∣
C、质点的位移大小一直为A1+A2
D、质点的位移大小再过半个周期为A1+A2
【拓展提升案】
7、如图所示，一个波源在绳的左端发生波甲，另一个波源在同一根绳的右端发生波乙，波速都等于1 m/s、在t＝0时刻，绳上的波形如图中的(a)所示，则根据波的叠加原理，下述正确的是(
)
A、当t＝2 s时，波形如图(b)，t＝4 s时，波形如图(c)
B、当t＝2 s时，波形如图(b)，t＝4 s时，波形如图(d)
C、当t＝2 s时，波形如图(d)，t＝4 s时，波形如图(c)
D、当t＝2 s时，波形如图(c)，t＝4 s时，波形如图(d)。