物理选修3-4第十二章机械波学案

1、12.1 波的形成和传播 学案学习目标：知道直线上机械波的形成过程 知道什么是横波,波峰和波谷 知道什么是纵波,密部和疏部 知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量教学重点、难点分析：机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。自主学习：一、波的形成和传播1、机械振动在 ，形成机械波。2、产生条件： ， 。3、机械振动与波的关系：振动引起波动，有机械波 机械振动，有机械振动 机械波。二、机械波的分类按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类： 和 。4、横波定义：质点的振动方向和波的传播方向 （如绳波）波形特点：凹凸相间的的波纹（观察

2、横波演示器）又叫起伏波，凸部称为 ，凹部称为 。5、纵波 定义：质点的振动方向与波的传播方向 。（如声波） 波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。三、机械波的特点6、机械波传播时介质中的每一质点都以它的平衡位置为中心做简谐运动；后一质点的振动总是 于带动它的前一质点的振动。7、波传播的只是 ，传递的只是振动的 和 ，介质中的质点 随波迁移。基础达标： 关于机械波，下列说法正确的是 A各质点都在各自的平衡位置附近振动 B相邻质点间必有相互作用力 C前一质点的振动带动后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点 D各质点随波的传播而迁移关于机械波的形成，下列说法正确的是 A物体做机械振动一定产

3、生机械波 B后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步 C参与振动的质点都有相同的频率 D机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递机械波按质点振动方向和传播方向的关系可分为横波和纵波 （1）关于介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系，下列说法正确的是 A在横波中二者方向有时相同 B在横波中二者方向一定不同 C在纵波中二者方向有时相同 D在纵波中二者方向一定不同xa（2）如图所示，若一列波在x轴上传播，a点是波传播方向上的某一质点，则质点a的传播方向一定上下振动吗？ a bc d一列横波沿水平方向传播，某一时刻的波形如图所示。则图中a、b、c、d四点在此时刻具有相同运动方向的是

4、 Aa和c Ba和d Cb和c Db和d5.不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波传播的是_，而不是介质本身。6.波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_的一种方式。12.2 波的图像 学案学习目标：1. 理解波的图像的物理意义；2从波的图像中会求：振幅；已知波的传播方向确定各个质点的振动方向，或已知某一质点的振动方向确定波的传播方向；会画出经过一段时间后的波形图；质点通过的路程和位移。；3. 明确振动图像与波动图形的区别。学习重点：波的图像的物理意义和应用。学习难点：波的图像的物理意义和应

5、用。课前预习：yx0A-Aabcd1、图像：在平面直角坐标系中： 横坐标表示 ,纵坐标表示 。 用纵坐标表示某一时刻，各质点 ，连结各位移矢量的末端，得到的曲线即为波的图像，简谐波的图像是 曲线。2、物理意义： 3、应用：如右图中，设波沿x轴正方向传播，由波的图像可得信息（1）该时刻各质点 以及该波的 （2）若知道波速的方向，可知各质点的 （3）已知该时刻各质点的运动方向，可判断 （4）已知波速v的大小可求 （5）已知波速v的大小和方向，可画前、后一时刻的 基础达标：y/cmx/cm02-2abcde右图所示为一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形，由图像可知 A质点b此时位移为零 B质点b此时

6、向-y方向运动 C质点d振幅是2cm D质点a再经过T/2通过的路程是4cm，偏离平衡位置的位移是4cmy/mx/m01 2 3 4vabcd如下图所示，为一列沿x轴负方向传播的简谐波在某一时刻的图像，下列说法正确的是 A该时刻a点和d点处的质点位移相同，加速度方向相反B该时刻b点和c点处的质点位移相同，速度方向相同C质点b比质点c先回到平衡位置 D质点a比质点d先回到平衡位置一列简谐波在t=0时刻的波形图如下图（a）所示，下图（b）表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象，则：若波沿x轴正方向传播，（b）图应为y0y0xtabcd(a)(b) A a点的振动图象 B b点的振动图象

7、 C c点的振动图象 D d点的振动图象关于如下图所示的波形图，下列说法不正确的是y/mx/m00.1A-0.110BC20A此列波各质点的振幅是0.1m Bx=15m处质点的位移是0.1mC若A的速度方向沿y正方向，则B的速度方向亦沿y轴正方向DA的加速度方向沿y轴负方向，而B、C的加速度方向沿y轴正方向12.3 波长、频率和波速学案学习目标：1知道什么是波的波长，能在波的图像中求出波长。2知道什么是波传播的周期（频率），理解各质点振动周期与波源振动周期的关系。3知道波速的物理意义及决定因素，理解波长、周期（频率）和波速之间的关系，能用它解决实际问题。 4能在某一时刻的波的图像和波的传播方向

8、上，画出下一时刻和前一时刻的波的图像。学习重点：波速、周期（频率）的决定因素以及公式V=/T=f的理解与应用学习难点：波传播中的多解问题 课前预习:波长：（1）定义：在波动中，振动 总是相同的两个相邻质点间的距离，叫波长。（2）物理实质：相距一个（或整数个）波长的两个质点的振动位移在任何时刻都 ，而且振动速度的大小和方向也 ，即相距一个（或整数个）波长的两个质点在任何时候的运动状态都 （3）对于横波，相邻的 或相邻的 之间的距离等于波长；对于纵波，相邻的两个 中央或相邻的两个 中央间的距离等于波长。波速：（1）定义：波的传播速度，即振动形式的传播速度，也是波的 的传播速度。（2）决定因素：机械

9、波在介质中的传播速度由 决定，与波源的振动频率 。周期和频率：（1）在振动中，各个质点的振动周期或频率是 的，它们都等于 的周期和频率，这个周期和频率也叫波的周期和频率。（2）当波从一种介质进入另一种介质时，波的频率 。波长、频率（周期）和波速之间的关系：（1）经过一个周期T，振动在介质中的传播距离等于 课堂达标：1关于波长，下列说法中正确的是 A在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离是一个波长 B两个相邻的、在振动过程中运动方向总是相同的质点间的距离是一个波长 C在横波中，两个相邻波峰（或者两个相邻波谷）之间的距离等于波长 D在纵波中，两个相邻密部（或者两个相邻疏部）之间的距

10、离等于波长y/cmx/m5-50A C E G I1 2 3 4 5 6 7 8BDFHv2如下图所示，是一列简谐波在某一时刻的波形图，下列说法正确的是A质点A、C、E、G、I在振动过程中相位总是相同的B质点B、F在振动过程中相位总是相同的C质点D、H的平衡位置之间的距离是一个波长D质点A、I在振动过程中相位总是相同的，它们的平衡位置之间的距离是一个波长3在介质中有一沿水平方向传播的机械波。一质点由平衡位置竖直向上运动，经0.1s到达最大位移处，在这段时间内波传播了0.5m。则 A周期是0.2s B波长是0.5m C波速是2m/s D经1.6s传播了8m4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，0时

11、刻的波形如图中实线所示，t时刻的波形如图中的虚线所示，已知波速为30m/s，则t可能为多少？ x/my/cm-2022 4甲y/cm2-200.1 0.2 t/s乙5下图甲所示是一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，其中O是波源，图乙是波上某一点P的振动图象。（1）该波的波长是 m，周期是 s，波速为 m/s（2）说明P质点的位置。（3）画出t=0.4s和t=0.55s的波形图。12.4 波的反射和折射学习目标：1、知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。2、知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。3、知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同，知道

12、折射角与入射角的关系。教学重点1、波的反射和折射现象。2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射角的关系。3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。教学难点：用波的反射和折射现象解决实际问题。1波面和波线（1）什么是波面？什么是波线？（2）对于水波和空间一点发出的球面波为例，如何理解波面和波线？2惠更斯原理（1）惠更斯原理的内容是什么？（2）以球面波为例，应用惠更斯原理解释波的传播。3波的反射遵循下述规律：反射角等于入射角反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。解释现象：（1）夏日的雷声轰鸣不绝（2）在空房子里讲话，声音较响（3）讲演时听到声音发出后还能持续一段时间4波的折射（1

13、）什么是波的折射？（2）什么叫入射角和折射角？（3）在波的折射中遵循什么规律？（3）在波的折射中遵循下列规律：基础达标：1教室中未放入桌凳前说话常有嗡嗡的尾声，摆了桌凳坐满了学生后这种现象减轻到似乎听不到了，这是因为_2剧院内墙上敷上一层带孔的纸板，或者粘上许多小泥团，这是为了_3如果旅游者走过一个山谷，他拍手以后经过0.5 s听到右边山坡反射回来的声音，经过1.5 s听到左边山坡反射回来的声音，则这个山谷的宽度大约是_ m.4声波在空气中的传播速度为340 m/s，一木匠在屋顶上每秒敲打2下，一观察者恰巧在看到木匠把锤举到最高时，听见敲打的声音，如果木匠上举和下击锤的时间相等，则观察者和木匠

14、之间的最短距离是_ m，如果观察者是在远处借助仪器看到木匠的动作和听到敲钉的声音，若用n表示听到响声后看到木匠把锤举到最高处的次数，则它们之间可能距离的一般表达式为_m5人们听不清对方说话时，除了让一只耳朵转向对方，还习惯性地把同侧的手附在耳边，这样做是利用声波的_提高耳的接收能力6利用超声波可以探测鱼群的位置，在一只装有超声波和接受装置的渔船上，当它向选定的方向发射出频率为5.8104Hz的超声波后，经过0.64 s收到鱼群反射回来的反射波，已知5.8104Hz的超声波在水中的波长为2.5 cm，则这群鱼跟渔船的距离为_m7为了测海的深度，一同学利用电子发声器对着海面发声，测得2.2秒后听到

15、回声，已知声音在水中的速度是1450m/s，此处海有多深？12.5 波的衍射和波的干涉学案学习目标：1通过观察水波的衍射现象，认识衍射现象的特征；2知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件；3知道衍射现象是波特有的现象。4知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道干涉现象的特点；5知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象，知道干涉现象是波特有的现象；6通过观察波的独立前进，波的叠加和水波的干涉现象，认识波的干涉条件及干涉现象的特征。学习重点：波速、周期（频率）的决定因素以及公式V=/T=f的理解与应用。波的叠加及发生波的干涉的条件。学习难点：波传播中的多解问题；对稳定的波的干涉图样的理解。

16、课前预习1波可以 ，这种现象叫波的衍射。“闻其声而不见其人”是声波的_现象。2光波的波长在_的范围，跟一般障碍物的尺寸相比非常_，所以通常的情况下看不到光的_，就说光沿_。3实验表明，当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长_，或者比波长更_时，能观察到明显衍射现象。4一切波 发生衍射，衍射是_特有的现象。5波的叠加：两列波在空间相遇以后，互不干扰，仍以各自的运动特征向前传播，只是在重叠区域里，任一质点的总位移等于_。6波的干涉：（1）产生稳定干涉的条件：_；（2）现象：两波相遇时，某些区域振动总是加强，某些区域振动总是减弱，且加强和减弱区互相_；（3）对两个完全相同的波源产生的干涉，凡 _处，振动

17、加强；凡_ 处，振动减弱。7 和 是波特有的现象。基础达标：下列说法正确的是 A孔的尺寸比波长大得多时不会发生衍射现象 B孔的尺寸比波长小才发生衍射现象 C只有孔的尺寸跟波长相差不多或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象 D只有波才有衍射现象下列现象属于波的衍射现象的是 A在空旷的山谷里喊叫，可以听到回声 B“空山不见人，但闻人语响” C“余音绕梁，三日不绝” D夏日的雷声有时轰鸣不绝一列水波穿过小孔产生了衍射现象，衍射的水波与原来的水波相比 A波长变短了 B频率变高了 C波速没有变化 D质点的振幅变小了已知空气中的声速为340m/s。现有几种声波：周期为1/20秒 频率为104Hz 波长

18、为10米。它们传播时，若遇到宽约为13m的障碍物，能产生显著衍射现象的是 A和 B和 C和 D都可以5在同一介质中两列频率相同，振动步调一致的横波互相叠加，则 ( )A波峰与波谷叠加的点振动一定是减弱的B振动最强的点经过T后恰好回到平衡位置，因而该点的振动是先加强，后减弱C振动加强区和减弱区相间隔分布，且加强区和减弱区不随时间变化D加强区的质点某时刻位移可能是零6当两列振动情况完全相同的水波发生干涉时，如果两列波的波峰在P点相遇，下列说法正确的是 A质点P的振动始终是加强的B质点P的振幅最大C质点P的位移始终最大D质点P的位移有时为零7如图表示两个相干波源S1、S2产生的波在同一种均匀介质中相

19、遇.图中实线表示某时刻的波峰，虚线表示的是波谷，下列说法正确的是 ( )Aa、c两点的振动加强，b、d两点的振动减弱Be、f两点的振动介于加强点和减弱点之间C经适当的时间后，加强点和减弱点的位置互换D经半个周期后，原来位于波峰的点将位于波谷，原来位于波谷的点将位于波峰12.6 多普勒效应学案学习目标：1知道多普勒效应，了解一些多普勒效应的实际应用。2会解释多普勒效应。学习重点、难点：多普勒效应的应用课前预习:多普勒效应：当波源和观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率会 这种现象叫多普勒效应，一切波都存在多普勒效应。 利用多普勒效应可以测 ，测 ，测 。当波源相对于介质不动，观察者向波源运动时，观察者接收到的频率 （填“大于”“小于”“等于”）波源频率，当观察者远离波源时，观察者接收到的频率 （填“大于”“小于”“等于”）波源频率，当观察者相对于介质不动，而波源做远离观察者的运动时，观察者接收到的频率 。3.超声波：频率高于 的声波。 它有两个特点：（1） （2） 。基础达标：1关于多普勒效应，下列说法正确的是：A多普勒效应是由于波的干涉引起的 B多普勒效应说明波源的频率发生改变C多普勒效应是由于波源与观察者之间有相对运动而产生的D只有声波才可以产生多