高中物理-机械波习题课教案

高中物理-机械波习题课教案

第1课时

一、教学目标：

1．通过本节习题课的复习,进一步熟悉全章的基本内容,提高解决问题的能力。

2．本章要求同学们：

①理解机械波的产生,知道机械波传播的物理实质。

②理解波的图象的物理意义,能够利用波的图象解决实际问题。

③知道什么是波的波长、周期（频率）和频率,以及波长、周期（频率）和波速的关系,理解它们的决定因素。

④知道什么是波的衍射和干涉,知道产生衍射和干涉的条件。

⑤知道什么是多普勒效应,并能利用多普勒效应解释简单的生活现象。

二、复习重点：

波的三大关系的综合应用:

①波的图象、质点振动方向和波的传播方向之间的关系；

②波长、周期（频率）和波速的关系v=λ/T或v=λf；

③空间距离和时间的关系s=vt.

三、教学方法：

复习提问,讲练结合,课件演示

四、教具

学案,计算机,大屏幕,课件

五、教学过程

（一）知识回顾

Ⅰ机械波的形成

机械振动在介质中的传播叫机械波,形成机械波要有机械振动做为波源,还要有传播机械波的介质,机械波是通过介质将振动的形式和能量传播出去,波源和介质是形成机械波的必要条件。

机械波传播的是波源的运动形式和波源提供的能量,介质中的各个质点并没有随波迁移。从局部看,介质中的各个质点都在各自的平衡位置附近振动,从整体看,介质中距波源较近的质点先振动,并且带动距波源较远的质点随之振动,向外传播波源的运动形式和波源提供的能

量。介质中的各质点都做受迫振动,所以介质中各质点振动的周期和频率都与波源的振动周期和频率相同,这个周期和频率就叫做机械波的周期和频率,波的传播是需要时间的,在波传播

过程中,介质中各个质点振动的周期和频率是相同的,但它们振动的步调不同,在波传播方向

上后面的质点总是追随前面质点的振动,其步调总比前面质点滞后一些。

机械波分横波和纵波两种,介质中各质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波,介质中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。

Ⅱ描述波的物理量──波长,周期（频率）和波速

波长的意义可从两个角度去理解,反映了研究波的两种方法,从振动的角度来讲,两个相

邻的,在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长,如相邻的两个波峰或波谷间的距离就是一个波长,从波传播的角度来讲,振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。

波的周期和频率就是介质中各个点振动的周期和频率,它等于波源的周期和频率,波的周期和频率与波传播的介质无关并在波传播过程中保持不变。

波传播振动这种运动形式,某一时刻,介质中的A点处在波峰（或振动的某一位置）,随着波的传播,可以看到波峰沿着波的传播方向移动,经过一段时间介质B点达到波峰,即振动由A传到B点,波传播的距离和所有时间的比叫波速。

由波长意义可以得出波的公式：,它是表示波传播规律的一个基本公式,在机械波中,波的周期和频率由波源的周期和频率决定,在波传播过程中是不变的,波速是由介

质的性质决定的,不同介质波速不同。波从一种介质进入另一种介质时,周期和频率不变,波长与波在介质中的波速成正比。

Ⅲ波的图象

波在介质中传播时,介质中不同质点的位移随时间变化的情况是不同的,介质中某一点的振动位移既跟时间有关,又跟它距波源的距离有关,为了表示波在介质中的传播情况,通常选

定某一时刻,用纵坐标表示该时刻各个质点离开平衡位置的位移,横坐标表示介质中各个质点的平衡位置,用平滑的曲线连接此时刻各质点位移矢量的末端,这就是该时刻波的图象。波的图象是一条正弦或余弦曲线,从波的图象中可以看出：在波的传播方向上的介质中各点在某时刻离开平衡位置的位移；波的波长；介质中各质点振动的振幅,若知道波的传播速度,则可由波的公式,求出波的周期和频率。

波的传播具有时间的周期性和空间的周期性,时间的周期性是指每隔一个周期或一个周期整数倍的时间,波形总是重复出现的,这是因为每隔一个周期整数倍的时间,介质中各个质点振动情况总是重复的；空间的周期性是指沿波的传播方向上每隔一个波长整数倍的距离的质点振动情况总是相同的,因此如果将波的图象沿着波的传播方向平行移动一个波长的整数倍距离,波形也是相同的。

Ⅳ 波的干涉和衍射,波的干涉和衍射是波特有的现象

波的干涉是频率相同的两列波叠加,使介质中某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强的减弱的区域互相间隔,形成稳定分布的现象。

波的衍射是波绕过障碍物偏离直线传播的现象,障碍物或孔的尺寸比波长小,或跟波长差不多时,才有比较明显的衍射现象。

Ⅴ 多普勒效应

由于波源或观察者相对于介质有相对运动时,观察者所接收到的波频率有所变化的现象就叫做多普勒效应．多普勒效应是波动过程所具有的共同特性,不仅声波（机械波）有多普勒效应,光波也具有多普勒效应。

（二）例题精讲

【例1】如图1所示,一列沿x 轴正方向传播的机械横波在某一时刻的图象,从图中可看出这列横波的振幅是______米,波长是_______米,P 点处的质点在此时刻的运动方向是

________。

分析解答：

从波的图象可直接读

出振幅0.04m,波长

2m,判断P 处质点此

时刻的运动方向有两种方法：其一是前质点带动后质点振动法,离波源较远的后质点总要追随,模仿离波源较近的前质点的振动,只是其振动步调比前质点滞后一些,从图1中看出,波沿x 轴正方向传播,介质中的A 点与P 点相比,A 是前质点,P 是后质点,相差λ/4距离,P 质点经过T/4时间将到达A 质点现在的位置处,由此判断出P 质点是向y 轴正方向运动的。其二是波形平移法,如图1所示,将原波形（实线）沿波的传播方向推进一段很小距离得到推进后的波形（虚线）,比较质点在原波形上的位置P 和在推后波形上的位置P’,显然原在P 处的质点到达了P’处,同样得出此时刻在P 处的质点是沿正方向运动的。

0.04 -0.04 图1