3.2波的描述（導(dǎo)學(xué)案）（學(xué)生版）高二物理（人教版2019選擇性）

第2節(jié)波的描述導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能用描點(diǎn)法作橫波的圖像，理解波的圖像的物理意義。2.理解波長(zhǎng)，頻率和波速的意義及其關(guān)系。3.能判斷波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1.教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械波在傳播過(guò)程中，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置的振動(dòng)情況以及振動(dòng)以波的形式在介質(zhì)中傳播的理解。2.教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量，而質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波的傳播方向而遷移?！局R(shí)回顧】一、橫波和縱波機(jī)械波可分為橫波和縱波兩類(lèi)，其波形及描述對(duì)比如下：定義標(biāo)識(shí)性物理量實(shí)物波形橫波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互__________________的波①波峰：凸起的__________________②波谷：凹下的__________________縱波質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在__________________的波①密部：質(zhì)點(diǎn)分布__________________的位置②疏部：質(zhì)點(diǎn)分布__________________的位置二、機(jī)械波1．介質(zhì)(1)定義：繩、彈簧、水、空氣等__________________借以傳播的物質(zhì)。(2)特點(diǎn)：組成介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間有__________________，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)會(huì)引起相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。2．形成機(jī)械振動(dòng)在__________________中傳播，形成機(jī)械波。3．兩個(gè)產(chǎn)生條件(1)要有__________________。(2)要有傳播振動(dòng)的__________________。4．傳遞的三個(gè)特點(diǎn)(1)介質(zhì)中的機(jī)械波傳播時(shí)，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只有__________________這種運(yùn)動(dòng)形式。(2)波是傳遞__________________的一種方式。(3)波可以傳遞__________________。【自主預(yù)習(xí)】一、波的圖像1．波的圖像的畫(huà)法(1)建立坐標(biāo)系，描點(diǎn)用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的______________，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)______________．得到一系列坐標(biāo)為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的點(diǎn)．(2)連線用一條平滑的曲線把各點(diǎn)連接起來(lái)就是這一時(shí)刻______________，有時(shí)也稱______________.2．正弦波(簡(jiǎn)諧波)(1)如果波的圖像是______________，這樣的波叫作正弦波，也叫______________．(2)簡(jiǎn)諧波中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)是______________．3．波形圖與振動(dòng)圖像(1)波形圖表示介質(zhì)中的“各個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在______________的位移．(2)振動(dòng)圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點(diǎn)”在______________的位移．二、波長(zhǎng)、頻率和波速1．波長(zhǎng)λ(1)定義：在波的傳播方向上，振動(dòng)相位總是______________的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離．(2)特征①在橫波中，兩個(gè)相鄰______________或兩個(gè)相鄰______________之間的距離等于波長(zhǎng)．②在縱波中，兩個(gè)相鄰______________或兩個(gè)相鄰______________之間的距離等于波長(zhǎng)．2．周期T、頻率f(1)周期(頻率)：在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期(或頻率)也叫波的周期(或頻率)．(2)周期T和頻率f的關(guān)系：f＝eq\f(1,T).(3)波長(zhǎng)與周期的關(guān)系：經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于______________．3．波速(1)定義：機(jī)械波在______________中的傳播速度．(2)決定因素：由______________本身的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速是______________(選填“相同”或“不同”)的．(3)波長(zhǎng)、周期、頻率和波速的關(guān)系：v＝______________＝______________.【課堂探究】【新課導(dǎo)入】觀察水波，水波在時(shí)間和空間上在做周期性變化，我們?nèi)绾稳ッ枋鏊?？波是不斷變化的，如果知道了某一時(shí)刻的水波，又如何判斷上一時(shí)刻或下一時(shí)刻的水波呢？【新課教學(xué)】任務(wù)一、波的圖像（一）波的圖象表示法我們可以用照象機(jī)把波的形狀攝下來(lái)，就是按下快門(mén)瞬間各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)各自平衡位置時(shí)的情形。我們就把這些質(zhì)點(diǎn)連成曲線，就是該時(shí)刻的波的圖象。我們?cè)趺礈?zhǔn)確描述上述圖形中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置？我們可以根據(jù)波的圖像得出那些信息？應(yīng)用一：波的傳播方向質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向（1）質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)法先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)鄰近的后振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)，在質(zhì)點(diǎn)P靠近波源一方附近的圖像上另找一點(diǎn)P′，若P′在P點(diǎn)下方，則P向下振動(dòng)，若P′在上方，則P______________振動(dòng)。（2）圖象微平移法將波形圖沿傳播方向進(jìn)行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點(diǎn)來(lái)判定.從波源沿傳播方向看：______________上下坡法判斷方法：上坡上的質(zhì)點(diǎn)______________振動(dòng)，下坡上的質(zhì)點(diǎn)______________振動(dòng)（4）三角形法（5）同側(cè)法在波的圖像上的某一點(diǎn)，沿豎直方向畫(huà)出一個(gè)箭頭表示質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向，并設(shè)想在同一點(diǎn)沿水平方向畫(huà)一個(gè)箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個(gè)箭頭總是在曲線的______________。應(yīng)用二：求波在任意時(shí)刻的波形圖畫(huà)出經(jīng)t=T/4后的波形圖（1）描點(diǎn)法：（2）平移法:任務(wù)二、波長(zhǎng)、頻率和波速（一）波長(zhǎng)在上節(jié)圖中，從t=0到t=T這段時(shí)間里，由質(zhì)點(diǎn)P0發(fā)出的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)P8，使質(zhì)點(diǎn)P8開(kāi)始振動(dòng)。這時(shí)質(zhì)點(diǎn)P0恰好結(jié)束了一次全振動(dòng)而開(kāi)始下一次全振動(dòng)，此后質(zhì)點(diǎn)P0和質(zhì)點(diǎn)P8的振動(dòng)步調(diào)相位是否完全一致？像這樣的質(zhì)點(diǎn)你還能找到哪些？他們有什么共同點(diǎn)？閱讀課文，請(qǐng)總結(jié)波長(zhǎng)的概念。1.定義:2.幾點(diǎn)說(shuō)明：（二）周期（T）、頻率（f）在振源P0完成一次全振動(dòng)的時(shí)間里,波是否也完成了一次周期性的波動(dòng)?每個(gè)質(zhì)點(diǎn)是否都在做受迫振動(dòng)？如果都在做受迫振動(dòng)，那么每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期與波源振動(dòng)的關(guān)系是怎樣的？由振源P0發(fā)出的振動(dòng)，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于多長(zhǎng)一段距離？閱讀課文，請(qǐng)總結(jié)波長(zhǎng)的概念。定義：2.幾點(diǎn)說(shuō)明：（三）波速（v）閱讀課文，請(qǐng)總結(jié)波速（v）的概念。定義：物理意義：3.幾點(diǎn)說(shuō)明：任務(wù)三、波的多解性思考與討論思考與討論：圖中實(shí)線為t＝0時(shí)刻的波形圖，虛線為t＝0.1s時(shí)刻的波形圖。據(jù)此能否判定波的傳播方向？（二）波的多解問(wèn)題1．造成波動(dòng)問(wèn)題多解的主要因素(1)周期性①時(shí)間周期性：相隔周期______________倍時(shí)間的兩個(gè)時(shí)刻的波形圖完全相同，時(shí)間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確造成多解．②空間周期性：沿傳播的方向上，相隔波長(zhǎng)的______________倍距離的兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同，質(zhì)點(diǎn)間距離Δx與波長(zhǎng)λ的關(guān)系不明確造成多解．(2)雙向性對(duì)給定的波形圖，波的傳播方向不同，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也不同，反之亦然。①傳播方向______________性：波的傳播方向不確定．②振動(dòng)方向______________性：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向不確定．2．波動(dòng)問(wèn)題的幾種可能性3．解決波的多解問(wèn)題的方法(1)解決周期性多解問(wèn)題時(shí)，一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個(gè)周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δt或Δx，若此關(guān)系為時(shí)間，則t＝______________；若此關(guān)系為距離，則x＝______________。(2)解決雙向性多解問(wèn)題時(shí),養(yǎng)成全面思考的習(xí)慣，熟知波有向______________兩方向傳播的可能，質(zhì)點(diǎn)有______________兩方向振動(dòng)的可能?，F(xiàn)在你可以回答思考與討論了嗎？【自我測(cè)評(píng)】1.(多選)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在某個(gè)時(shí)刻的波形圖，由圖像可知()A．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)位移為零B．質(zhì)點(diǎn)b此時(shí)向－y方向運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)d的振幅是2cmD．質(zhì)點(diǎn)a再經(jīng)過(guò)eq\f(T,2)通過(guò)的路程是4cm，偏離平衡位置的位移大小是4cm2.(多選)如圖所示為一列簡(jiǎn)諧波在某一時(shí)刻的波形圖，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)F的振動(dòng)方向如圖所示．則()A．該波向右傳播B．質(zhì)點(diǎn)B和D的運(yùn)動(dòng)方向相同C．質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D．此時(shí)質(zhì)點(diǎn)F和H的加速度相同3.(多選)如圖所示