高中物理 第2章 机械波教案 鲁科版选修.docx
- 文档编号:2100634
- 上传时间:2022-10-26
- 格式:DOCX
- 页数:65
- 大小:643.79KB
高中物理 第2章 机械波教案 鲁科版选修.docx
《高中物理 第2章 机械波教案 鲁科版选修.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理 第2章 机械波教案 鲁科版选修.docx(65页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中物理第2章机械波教案鲁科版选修
高中物理第2章机械波教案鲁科版选修3-4
第1节波的形成和描述
(教师用书独具)
●课标要求
知识与技能
1.知道直线上机械波的形成过程.
2.知道什么是横波、波峰和波谷.
3.知道什么是纵波、疏部和密部.
4.知道机械波向外传播的是运动形式和能量.
5.理解波动图象的意义,知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波.能区别波动图象和振动图象.
6.掌握波的特征,能在简谐波的图象中指出波长和质点振动的振幅.理解波长,频率和波速的物理意义及其定量关系.
过程与方法
通过实验演示、观察、分析、培养学生进行科学探究的能力.
情感态度与价值观
通过机械波的学习,激发学习对科学的好奇心和求知欲培养科学探究精神.
●课标解读
1.理解什么是机械波,知道直线上波的形成过程,知道波是传播振动形式和传递能量(或信息)的一种方式.
2.知道什么是横波、波峰和波谷,知道什么是纵波、密部和疏部.
3.理解波的图象的意义.知道波的图象的横、纵坐标各表示什么物理量,知道什么是简谐波.
4.知道波长、频率的含义,掌握波长、频率和波速的关系式,并能解答有关问题.
●教学地位
本节内容研究的是质点的振动在弹性介质中传播的过程,由于理解机械波要用到以前学过的运动学和动力学知识,且是对前一章机械振动的进一步深化和应用,又跟以后学习的电磁振荡、电磁波有许多共同规律及特征,故这部分内容起承前启后的作用.由于其运动形式相对复杂,形成过程较抽象.因此是本章的难点内容之一,更是重点内容.
(教师用书独具)
●新课导入建议
你们能够发声是什么原因?
(声带振动)
为什么能听到老师说话呢?
(耳膜振动)
当我的声带在振动的时候同学们的耳膜有没有直接的振动?
(没有)
那我的声带怎么样引起你的耳膜的振动?
(空气传播)——我们今天学习波的形成和传播.演示:
让学生轻触脸盆的水面,形成水波;彩带波视频;让学生们站成一排,依次蹲下,起立模拟机械波体验波的形成和传播.
●教学流程设计
⇒⇒⇒步骤3:
师生互动完成“探究1”(除例1外可再变换命题角度,补充一个例题以拓展学生思路)
⇓
⇐⇐⇐
⇓
⇒⇒步骤10:
先由学生自己总结本节的主要知识,教师点评,安排学生课下完成【课后知能检测】
课 标 解 读
重 点 难 点
1.理解机械波的产生条件和形成过程.
2.知道什么是横波和纵波.
3.理解波的图象的意义和特点,能区分波动图象和振动图象,会应用它们解题.
4.掌握波的特征,理解波长、频率和波速的物理意义及其定量关系.
1.机械波的形成过程及传播规律.(重点)
2.波的图象认识及画波形图.(重点)
3.理解波长、频率和波速,并能应用v=λf进行计算.(难点)
4.利用波的图象解决问题.(难点)
波的形成和传播
1.基本知识
(1)机械波的形成条件
①振源:
做机械振动的物体.
②介质:
能传播波的物质.
(2)波的形成原因
介质中各质点间存在相互作用,前一质点的振动带动后一质点振动,依次带动下去,振动由发生区域向远处传播,从而形成了波.
(3)机械波
①定义:
机械振动在介质中传播,形成了机械波.
②特点:
a.介质中有机械波传播时,质点并不随波迁移.
b.传播的只是机械振动这种运动形式.同时也传递能量和信息.
c.介质中各质点均做受迫振动.各质点振动的周期与波源振动周期相同.
d.介质中质点开始振动的方向均与波源开始振动的方向相同.
e.离波源越远,质点振动越滞后.
2.思考判断
(1)机械波传播的是介质中的质点.(×)
(2)机械波传播的是质点的运动形式.(√)
(3)机械波传播的是能量.(√)
3.探究交流
在平静的湖面上,漂浮着一片树叶,如果你往树叶附近扔下一块小石子,湖面立即兴起水波,水波一圈一圈往外扩展出去,于是树叶运动起来.请问树叶会随水波往外移动吗?
【提示】 不会.因为小石子激起的水波是振动的传播,水并不向外移动,水的质点只是上下振动,所以树叶不会随水波往外移动.
波的分类
1.基本知识
机械波分为横波和纵波两类
定义
标识性物理量
实物波形
横
波
质点的振
动方向与
波的传播
方向垂直
的波
(1)波峰:
凸起的最高处
(2)波谷:
凹下的最低处
纵
波
质点的振动
方向与波的
传播方向在
同一直线上
的波
(1)密部:
质点分布最密的地方
(2)疏部:
质点分布最疏的地方
2.思考判断
(1)横波中质点的振动方向与波的传播方向垂直.(√)
(2)纵波中有密部、疏部之分.(√)
3.探究交流
声波是横波还是纵波?
声波能在固体、液体中传播吗?
能在真空中传播吗?
【提示】 发声物体的振动在空气中传播,形成声波,声波是纵波,它不仅能在空气中传播,也能在固体、液体中传播,但由于真空中没有传播振动的介质,所以声波不能在真空中传播.
波的描述
1.基本知识
(1)波的图象描述
①波形:
在绳子波动的某个时刻拍下照片,就能得到该时刻的波形.
②图象:
在波形上添加一个坐标系,就可以得到该时刻这个波的图象.用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置,纵坐标y表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移.
③简谐波:
介质中各质点做简谐运动,波形曲线是正弦(或余弦)曲线.
④波的图象的物理意义:
波的图象描述的是某一时刻各个质点对平衡位置的位移.
(2)波的特征
①波的周期和频率:
质点完成一次全振动的时间叫做周期,用T表示.介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率,用f表示.两者的关系:
T=.
②波长:
在波动中,沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离,叫波长,用λ表示.
③波速:
反映波传播快慢的物理量,波在介质中的传播是匀速传播,波速公式为v=λ/T或v=λf.
2.思考判断
(1)波的图象表示介质中质点的运动轨迹.(×)
(2)在一个周期内,振动在介质中传播的距离等于一个波长.(√)
3.探究交流
横波的波形与波在传播过程中介质中各质点某时刻的分布相似,纵波的波形是不是也和介质中各质点某时刻的分布相似?
【提示】 不一样,波的图象描述的是某一时刻各质点的位移分布情况,纵波的波形也是正弦图线,而不是纵波各质点的疏密分布.
机械波的形成、传播和特点
【问题导思】
1.机械波是如何形成的?
2.波的特点是什么?
3.如何区分简谐振动与简谐波动?
1.机械波的形成
2.波的特点
(1)振幅
像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波,若不计能量损失,各质点的振幅相同.
(2)周期
各质点振动的周期均与波源的振动周期相同.
(3)步调
离波源越远,质点振动越滞后.
(4)立场
各质点只在各自的平衡位置振动,并不随波逐流.
(5)起振方向
介质中各质点的起振方向均与波源开始振动的方向相同.
3.简谐振动与简谐波动的比较
名称
比较项目
简谐振动
简谐波动
区别
研究对象不同
振动是单个质点以平衡位置为中心所做的往复运动
波动是介质中大量质点依次发生振动而形成的“集体运动”
产生原因不同
振动是由于质点所受回复力作用的结果
波动是由于介质中相邻质点的带动作用而形成的
能量变化情况不同
振动过程中动能和势能不断地相互转化,总机械能守恒
振源将机械能传递给它的相邻质点,这个质点再将能量传递给下一质点,每个质点在不断地吸收和放出能量,从而把波源的能量传播出去,是一个能量的传递过程
联系
(1)振动是波动的成因,波动是振动在介质中的传播.
(2)波动的周期等于质点振动的周期.
(3)有振动不一定有波动,因为波的形成还需要有传播振动的介质.但有波动一定有振动.
(4)波源停振后,介质中的波动并不立即停止,而是继续向远处传播,直到振动能量完全损失.
2-1-1
(多选)如图2-1-1所示为沿水平方向的介质中的部分质点,每相邻两质点间距离相等,其中O为波源.设波源的振动周期为T,自波源通过平衡位置竖直向下振动时开始计时,经过,质点1开始起振,则下列关于各质点的振动和波的说法中正确的是( )
A.介质中所有质点的起振方向都是竖直向下的,但图中质点9起振最晚
B.图中所画的质点起振时间都是相同的,起振的位置和起振的方向是不同的
C.图中质点8的振动完全重复质点7的振动,只是质点8振动时,通过平衡位置或最大位移的时间总是比质点7通过相同位置时落后T/4
D.只要图中所有质点都已振动了,质点1与质点9的振动步调就完全一致,但如果质点1发生的是第100次振动,则质点9发生的就是第98次振动
【审题指导】
(1)机械振动在介质中传播形成机械波
(2)波传播时,质点发生振动,但质点并不随波迁移,传播的只是机械振动这种形式.
【解析】 根据波的传播特点知,波传播过程中各质点的振动总是重复波源的振动,所以起振方向相同,都是竖直向下,但从时间上来说,起振依次落后的时间,所以选项A、C正确,B错误;由题意知,质点9比质点1应晚起振两个周期,所以当所有质点都起振后,质点1与质点9步调完全一致,所以选项D正确.
【答案】 ACD
波动过程介质中各质点的运动特点
波动过程介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同,其运动特点可用三句话来描述,即
1.先振动的质点带动后振动的质点.
2.后振动的质点重复前面质点的振动.
3.后振动质点的振动状态落后于先振动的质点.概括起来就是“带动、重复、落后”.
1.(2013·福建高考)如图,t=0时刻,波源在坐标原点从平衡位置沿y轴正向开始振动,振动周期为0.4s,在同一均匀介质中形成沿x轴正、负两方向传播的简谐横波.下图中能够正确表示t=0.6s时波形的图是( )
【解析】 根据波动与振动的关系分析波的图像.
根据波的传播的周期性,t=0.6s时的波形是波源振动1个周期形成的,此时波源在坐标原点从平衡位置向y轴负方向振动,由波的传播方向与质点的振动方向的关系知选项C正确.
【答案】 C
怎样正确认识波的图形
【问题导思】
1.从波的图象上可获取哪些信息?
2.波的图象与振动图象有哪些区别?
3.如何确定质点的振动方向或波的传播方向?
1.由波的图象能获取的信息
(1)从图象上可直接读出波长和振幅.
(2)可确定任一质点在该时刻的位移.
(3)因加速度方向和位移方向相反,可确定任一质点在该时刻的加速度方向.
(4)若已知波的传播方向,可确定各质点在该时刻的振动方向,并判断位移、加速度、速度、动能的变化.
2.波的图象与振动图象的比较
两种图象
异同比较
简谐运动的图象
简谐波的图象
不同点
研究的内容
一个质点的位移随时间的变化规律
某时刻参与波动的所有质点的空间分布规律
不同点
图象
图象变化
图象随时间延伸,原有部分图形不变
整个波形沿波的传播方向平移,不同时刻波形不同
一个完整图象所占横坐标的距离
表示一个周期T
表示一个波长λ
物理意义
一个质点相对于平衡位置的位移x随时间t的变化关系
x轴上所有质点在某一时刻相对于平衡位置的位移
运动情况
质点做简谐运动,属非匀变速运动
波在同一均匀介质中是匀速传播,介质中每个质点都做简谐运动
比喻
单人舞的录像
抓拍的集体舞照片
相同点
图象形状
正(余)弦曲线
正(余)弦曲线
纵坐标
不同时刻某一质点的位移
某一时刻介质中所有质点的位移
纵坐标最大l值
振幅
振幅
3.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中物理 第2章 机械波教案 鲁科版选修 机械波 教案 鲁科版 选修
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)