人教版選修34 波的圖像 第1課時 教案.docxVIP

12.2波的圖象教學(xué)目標(biāo): 1理解波的圖象的意義知道波的圖象的橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量，知道什么是簡諧波 2能在簡諧波的圖象中指出波長和質(zhì)點振動的振幅3已知某一時刻某簡諧波的圖象和波的傳播方向，能畫出下一時刻的波的圖象，并能指出圖象中各個質(zhì)點在該時刻的振動方向重點難點重點：波的圖象的意義和應(yīng)用難點：對波的圖象的理解及跟振動圖象的區(qū)別教學(xué)過程： 圖象是描述物理過程、物理現(xiàn)象和反映物理規(guī)律的一種簡單、直觀的方法如已學(xué)習(xí)過的物體的運動圖象，簡諧運動的圖象等同樣波動的情況也可以用圖象直觀地表示出來 （一）波的圖象 【演示】用波動演示儀給出波動過程中介質(zhì)中各個振動質(zhì)點在某些時刻所在的位置，然后定格在某一位置（對應(yīng)于某一時刻） 用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，并規(guī)定在橫波中位移方向向上時為正值，位移方向向下時為負(fù)值把各個質(zhì)點在某一時刻所在位置連成曲線，就得到該時刻的波的圖象 1波的圖象：在波的傳播方向上，介質(zhì)中各振動的質(zhì)點在某一時刻的波形 波的圖象也稱波形圖或波形曲線 【注意】波的圖象只是在橫波的情況下能直觀地表示出某一時刻的波形在縱波中，如果規(guī)定質(zhì)點相對平衡位置的位移方向與波的傳播方向相同時取正值相反時取負(fù)值（將質(zhì)點的實際位移轉(zhuǎn)過90表示在圖上）可以同樣畫出縱波的圖象 2簡諧波 （1）簡諧運動在介質(zhì)中傳播形成簡諧波 （2）簡諧波的圖象是正弦曲線 （3）簡諧波是一種最基本、最簡單的波 （二）波的圖象的意義 （可制作多媒體演示課件進(jìn)行演示） 1波的圖象表示某一時刻各個質(zhì)點相對于平衡位置的位移 2介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向的關(guān)系 3波的圖象（隨時間）的變化情況 （1）描點作圖法 【例】某一簡諧橫波在t0時刻的波形圖如圖的實線所示若波向右傳播，畫出t/4后和t/4前兩個時刻的波的圖象 解析根據(jù)t0時刻波的圖象及傳播方向，可知此時刻a、b、c、d、e、f各質(zhì)點在該時刻的振動方向，由各個質(zhì)點的振動方向可確定出經(jīng)t/4后時刻各個質(zhì)點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)t/4后時刻的波的圖象如圖中的虛線（a）所示 同樣道理，各個質(zhì)點的振動方向可確定出t/4前時刻各個質(zhì)點所在位置，于是便可得到t4前時刻的波的圖象如圖中虛線（b）所示 若波向左傳播，同樣道理可以畫出從t0時刻開始的t/4后和t/4前兩個時刻的波的圖象 （2）圖象平移作圖法 由圖我們可以知道，在質(zhì)點振動的一個周期內(nèi)，波向前傳播一個完整的波形的距離，即傳播的距離x12m，因此在t/4內(nèi)，波向前傳播了3m根據(jù)波的傳播過程和傳播的實質(zhì)，若波向右傳播，把波的原有圖形向右移動3m的距離，就得到了t/4后時刻的波形圖 若波向左傳播，同樣道理可以畫出從t0時刻開始的t/4后和t/4前兩個時刻的波的圖象 在兩種方法中以平移作圖法較為簡便 波的圖象每經(jīng)過一個周期的時間又回復(fù)到原來的波形 4. 從波的圖象上可獲取的物理信息例：如圖3所示為一列簡諧波在某一時刻的波的圖象求：(1)該波的振幅和波長。(2)已知波向右傳播，說明a、b、c、d質(zhì)點的振動方向。(3)畫出經(jīng)過t/4后的波的圖象。解：(1)振幅是質(zhì)點偏離平衡位置的最大位移，波長是兩個相鄰的峰峰或谷谷之間的距離，所以振幅a5cm，波長20m。(2)根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程，可以知道質(zhì)點b開始的時間比它左邊的質(zhì)點a要滯后一些，質(zhì)點a已到達(dá)正向最大位移處，所以質(zhì)點b此時刻的運動方向是向上的，同理可判斷出c、d質(zhì)點的運動方向是向下的。(3)由于波是向右傳播的，由此時刻經(jīng)t/4后波的圖象，即為此時刻的波形沿波的傳播方向推進(jìn)/4的波的圖象，如圖4所示。討論：1若已知波速為20m/s，從圖示時刻開始計時，說出經(jīng)過5s，c點的位移和通過的路程。2若波是向左傳播的，以上問題的答案應(yīng)如何？3從波的圖象可以知道什么？總結(jié)：從波的圖象上可獲取的物理信息是：(1)波長和振幅。(2)已知波的傳播方向可求各個質(zhì)點的振動方向。(若已知某一質(zhì)點的振動方向也可確定波的傳播方向?？梢蕴岢鰡栴}，啟發(fā)學(xué)生思考。)(3)經(jīng)過一段時間后的波形圖。(4)質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程和位移。 5波的圖象與振動圖象的區(qū)別 （1）兩種圖象、橫軸坐標(biāo)的意義不同 波的圖象中橫軸表示各個質(zhì)點的平衡位置，振動圖象中橫軸表示該質(zhì)點振動的時間 （2）兩種圖象描述的對象不同 波的圖象描述的是某一時刻各個質(zhì)點離開平衡位置的位移，振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻離開平衡位置的位移 （3）兩種圖象相鄰兩個正向（或負(fù)向）位移最大值之間距離的含義不同 波的圖象中相鄰兩個正向（或負(fù)向）位移最大值之間距離表示波在一個周期內(nèi)傳播的距離，振動圖象中相鄰兩個正向（或負(fù)向）位移最大值之間距離表示振動的周期 【小結(jié)】 波的圖象表示在某一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點相對平衡位置的位移波有三個要素：即某一時刻的波形圖，質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向兩個特性：即雙向性在不注明波的傳播方向時，波的傳播方向有兩種可能；重復(fù)性經(jīng)過周期的整數(shù)倍時間后，波形圖完全與原來一樣。例題一列簡諧橫波在x軸上傳播，圖5所示的實線和虛線分別為t1和t2兩個時刻的波的圖象，已知波速為16m/s。(1)如果波是向右傳播的，時間間隔(t2-t1)是多少？(2)如果波是向左傳播的，時間間隔(t2-t1)是多少？解：(1)從波形上看，t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的右側(cè)1/4波長處，再考慮到波的傳播的周期性，所以時間間隔(t2-t1)為（n+1/4）t。(2)同理，從波形上看，t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的左側(cè)3/4波長處，再考慮到波的傳播的周期性，所以時間間隔(t2-t1)為（n+3/4）t。課堂練習(xí):1根據(jù)如圖所列的兩圖形，分別判斷它們屬于何種圖形（ ） a（a）是振動圖形，（b）是波動圖形 b（a）是波動圖形，（b）是振動圖形 c都是波動圖形 d都是振動圖形2根據(jù)上題所示圖象，確定圖中a、b兩質(zhì)點的運動方向（ ） aa點向下，b點向上 ba點向上，b點向下 c兩質(zhì)點均向上 d兩質(zhì)點均向下 3波形圖象和振動圖象都是正弦或余弦曲線，但物理意義不同：振動圖象的物理意義是 ；波動圖象的物理意義是 ；從振動圖象和波動圖象可直接讀出的相同的物理量是 4橫波的圖象中，在波的傳播方向上達(dá)到 的質(zhì)點所在處是波峰，達(dá)到 的質(zhì)點是波谷，波峰和波谷是 出現(xiàn)的 5一列簡諧波在x軸上傳播，波振動周期為0.4s，已知t=0時刻的波形圖如圖所