2020年精選高中物理波的圖象教案

精選高中物理波的圖象教案 波的圖象 1知道波的圖象，知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量，知道什么是簡(jiǎn)諧波。 2知道什么是波的圖象，能在簡(jiǎn)諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。 3根據(jù)某一時(shí)刻的波的圖象和波的傳播方向，能畫(huà)出下一時(shí)刻和前一時(shí)刻的波的圖象，并能指出圖象中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向。 4了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡(jiǎn)諧波與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)兩者的圖象。 通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是機(jī)械波，同時(shí)認(rèn)識(shí)了波的形成和傳播過(guò)程。 我們還清楚，圖象是描述物理過(guò)程、物理現(xiàn)象和反映物理規(guī)律的一種簡(jiǎn)單、直觀的方法，如物體的運(yùn)動(dòng)圖象、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象等。同樣，波的運(yùn)動(dòng)情況及傳播過(guò)程也可以用圖象直觀的表示出來(lái)。這就是波的圖象。 【板書(shū)】第二節(jié) 波的圖象 【演示】由波動(dòng)演示儀給出波動(dòng)過(guò)程中振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在一些時(shí)刻所在的位置，然后定格在某一時(shí)刻。 用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，并規(guī)定在縱坐標(biāo)中位移的方向向上時(shí)為正值，位移的方向向下時(shí)為負(fù)值。把各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成一條曲線，就得到某一時(shí)刻的波的圖象。 【板書(shū)】一、什么是波的圖象 振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成的一條曲線，叫波的圖象。 波的圖象也可以理解為：在x-y坐標(biāo)平面內(nèi)，連接某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移矢量末端得到的一條曲線。在波的圖象中最高處叫波峰，最低處叫波谷。處在波峰和波谷的質(zhì)點(diǎn)位移的數(shù)值，就是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的振幅，也叫波動(dòng)的振幅。 在波的圖象中，波形曲線是正弦曲線（或余弦曲線），它所表示的波叫簡(jiǎn)諧波。簡(jiǎn)諧波是一種最簡(jiǎn)單、最基本的波，其他的波可以看成是由若干簡(jiǎn)諧波合成的。在中學(xué)物理中，我們不再研究簡(jiǎn)諧波的合成情況。 根據(jù)波的傳播情況，我們知道，先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)相鄰的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)，于是在質(zhì)點(diǎn)中就形成了機(jī)械波。因此我們不難理解，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向應(yīng)有一定關(guān)系。這就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問(wèn)題。 【課件演示】波的形成，描繪波的圖象 【板書(shū)】二、振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系 【例題1】一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖10-1所示。若此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下，則波向什么方向傳播？ 分析：取和a相鄰的兩個(gè)點(diǎn)b、c。若a點(diǎn)此時(shí)刻向下振動(dòng)，則b點(diǎn)應(yīng)是帶動(dòng)a點(diǎn)振動(dòng)的，c點(diǎn)應(yīng)是在a點(diǎn)帶動(dòng)下振動(dòng)的。所以b點(diǎn)先振動(dòng)，其次是a、c兩點(diǎn)。因此，波是向左傳播的。 【例題2】如圖10-1所示，若波向右傳播，此時(shí)刻d點(diǎn)向什么方向運(yùn)動(dòng)？ 分析：取和d點(diǎn)相鄰的一個(gè)點(diǎn)e，由于波向右傳播，所以d點(diǎn)應(yīng)該比e點(diǎn)先振動(dòng)起來(lái)，e點(diǎn)是在d點(diǎn)帶動(dòng)下振動(dòng)起來(lái)的，所以d點(diǎn)此時(shí)刻應(yīng)該向下振動(dòng)。 根據(jù)波的傳播過(guò)程我們知道，波是以一定的速率v（波速）在介質(zhì)中傳播的，在單位時(shí)間內(nèi)某一波烽或波谷（密部或疏部）向前移動(dòng)的距離等于波速，既然波是向前移動(dòng)的，所以波的圖線形狀是在變化的。從另一個(gè)角度我們也可以看到，在波動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)都在不停的振動(dòng)，在不同的時(shí)刻，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置是不同的，因此，波的圖象形狀也是在變化的，我們要掌握波的圖象變化的情況。 【板書(shū)】三、波的圖象變化情況 確定波的圖象變化的情況有兩種方法：一是描點(diǎn)作圖法，二是圖象平移作圖法。（這一節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)前一種方法） 【板書(shū)】1、描點(diǎn)作圖法 【例題3】某一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖10-2中的實(shí)線所示。若波向右傳播，畫(huà)出T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。 分析：根據(jù)t=o時(shí)刻波的圖象及傳播方向，可知此時(shí)刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向，由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)T/4后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置，將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來(lái)，便可得到經(jīng)T/4后時(shí)刻的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。 同樣道理，由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)T/4前各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置，將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來(lái)，便可得到經(jīng)T/4前時(shí)刻的波的圖象。如圖10-3中虛線所示。 若波向左傳播，同樣道理可以畫(huà)出從t=o時(shí)刻開(kāi)始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。 下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)诰毩?xí)本上畫(huà)出波向左傳播，從t=0時(shí)刻開(kāi)始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。（可以請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生到黑板上練習(xí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性講評(píng)） 【板書(shū)】2、圖象平移作圖法 （這種作圖法我們下一節(jié)課再學(xué)習(xí)） 從波的圖象中的波形曲線我們看到，波的圖象和振動(dòng)圖象從圖線形狀看，可以完全相同，但兩種圖象有著本質(zhì)的區(qū)別。 【板書(shū)】四、波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別 【課件演示】波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別。 【板書(shū)】1、兩種圖象橫、縱坐標(biāo)的意義不同。 波的圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動(dòng)圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。 【板書(shū)】2、兩種圖象描述的對(duì)象不同 波的圖象描述的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移。 【板書(shū)】3、兩種圖象相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離含義不同。 波的圖象中相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，振動(dòng)圖象中相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示振動(dòng)的周期。 1、一列橫波在某一時(shí)刻的波形如圖10-4所示，若質(zhì)點(diǎn)O此時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向 ；若波向左傳播，則此時(shí)振動(dòng)方向向下的質(zhì)點(diǎn)有 2、如圖10-5所示是一列橫波在t=o時(shí)刻的波形圖。若波向左傳播，用“描點(diǎn)法”作出3T/4前時(shí)刻的波形圖。 1、本節(jié)課的各個(gè)波形圖，可做成教學(xué)課件進(jìn)行演示，也可以制成幻燈片由投影儀進(jìn)行演示。 2、講完教材第三節(jié)波長(zhǎng)、頻率和波速后，可以增加一節(jié)波的圖象應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容，以便學(xué)生對(duì)波的圖象有更深刻的認(rèn)識(shí)和理解。 3、本課教學(xué)難度較大，在加強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生多參與教學(xué)活動(dòng)，以便對(duì)本節(jié)課內(nèi)容能加深理解。 4、波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別是本節(jié)課的難點(diǎn)，不要作為重點(diǎn)內(nèi)容講解，通過(guò)本節(jié)課教學(xué)，使學(xué)生能加以區(qū)別和簡(jiǎn)單理解就可以了。關(guān)于兩種圖象之間的聯(lián)系及應(yīng)用可