《波的形成和描述》学案.doc

2.1波的形成和描述学案3【学习目标】1.明确机械波的产生条件、形成过程及波动传播过程的特征；了解机械波的种类极其传播特征；2.明确描述机械波的物理量、图象的物理意义。3明确振动图象与波动图形的区别、掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。【学习重点】机械波的形成过程；明确波的图象的物理意义；【知识要点】1。波的形成与传播1）机械波的产生条件(1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波(2)机械波的产生条件：振源和介质。振源产生机械振动的物质，介质传播振动的媒质。2）机械波的形成过程3）对机械波概念的理解(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；(2)当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器)；(3)波是传播能量的一种方式。2波的种类按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。(1)横波定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，又叫起伏波。如图3波形所示。(2)纵波定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。3. 波的描述1）波的图象描述（1）在平面直角坐标系中：横坐标表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形成了波的图象，如图中甲表示某一时刻绳上的一列横波，乙是它的图象。横波的图象与纵波的图象形状相似，波的图象又叫波形图。纵波的图象较为复杂，不再深入讨论。简谐波的图象是一条正弦或余弦曲线。（2）波的图象的物理意义波的图象表示介质中各质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。在不同时刻质点振动的位移不同，波形也随之改变，不同时刻的波形曲线是不同的。2）波的特征(1)波长定义：沿着波的传播方向，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。单位：米 符号：在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离；在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。质点振动一个周期，振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长，即：振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。(2)波速定义：波的传播快慢，其大小由介质的性质决定的，在不同的介质中速度并不相同。单位：米/秒 符号：v表达式：v/T(3)频率质点振动的周期又叫做波的周期(T)；质点振动的频率又叫做波的频率(f)。波的振动周期和频率只与振源有关，与媒质无关。【典型例题】例题1：如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象求：(1)该波的振幅和波长。(2)已知波向右传播，说明A、B、C、D质点的振动方向。(3)画出经过T/4后的波的图象。解：(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大位移，波长是两个相邻的峰峰或谷谷之间的距离，所以振幅A5cm，波长20m。(2)根据波的传播方向和波的形成过程，可以知道质点B开始的时间比它左边的质点A要滞后一些，质点A已到达正向最大位移处，所以质点B此时刻的运动方向是向上的，同理可判断出C、D质点的运动方向是向下的。(3)由于波是向右传播的，由此时刻经T/4后波的图象，即为此时刻的波形沿波的传播方向推进/4的波的图象，如图4所示。【达标训练】1、机械波传播的是（ ）A介质中的质点 B.质点的运动形式C能量 D.信息2、关于振动和波的关系，下列说法中正确的是（ ）A.如果振源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止B物体做机械振动，一定产生机械波C波的速度等于质点振动的速度D波在介质中的传播频率与介质的性质无关3、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（ ）A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向B.简谐波沿长绳传播,绳上机距半个波长的两质点振动位移的大小相等C.任一持动质点每经过一个周期 沿波的传播方向移动一个波长D.振幅越大,则波传播的速度越慢4、在波的传播过和中,下列说法中正确的是( )A每个质点的振动频率都等于波源的频率B振动情况完全机同的质点间的距离一定等于波长C振动情况完全相同的相邻两质点间的距离一定等于波长D振动步调相反的质噗间的距离为半波长yx/cm1234567PQR05、一简谐横波沿X轴正方向传播,某时刻其波形如图所示,下列说法中正确的是( )A由波形图可知该 波的波长B由波形图可知该波的周期C.经1/4周期后质点P运动到Q点D. .经1/4周期后质点R的速度变为零0ba1.53.0y/cm6、一列沿X轴正方向传播的简谐波,波速为60m/s,在t=0时波的图象如图所示,则下列说法中正确的是( )A此波频率为40Hz,此时质点b的速度为零B此波频率为40H