机械波的综合应用

1、精品资源“机械波”的综合应用教学目标：1 .知道机械波的特点.2 .了解波的分类.3 .知道波长、波速、频率以及它们之间的关系4 .理解波的图象.5 .知道波的叠加原理、波的干涉和波的衍射.教学重点：机械波的特点、分类及图象教学又t点：机械波的多解问题教学方法：讲练法、归纳法、电教法教学用具：投影仪、投影片、CAI课件教学过程一、本章知识点归纳：（一）机械波的特点：CAI课件模拟绳中的横波及弹簧中的纵波学生活动：回忆总结机械波的特点：1 .产生机械波的条件是：波源和介质2 .振动在介质中传播时，每一质点都以它的平衡位置为中心做振动3 .沿着波的传播方向，后一质点的振动落后于前一质点4 .波的传

2、播在宏观上表现为波峰或波谷的平移，介质中的质点不随波一起迁移，向外传播的只是振动的形式和振动的能量.5 .波在传播过程中，具有周期性 .（二）机械波的分类及描述：1 .描述机械波的物理量有哪些？它们各有什么性质？它们之间的关系如何？2 .机械波分为哪两类？3 .波的图象和振动图象有哪些区别？波的图象中坐标意义：纵坐标表示介质中某个质点在某一时刻离开平衡位置的位移，横坐标表示介质中各质点的平衡位置.图线的变化情况：振动图象：图线随时间向前延伸，原有部分图形不变波动图象：图线沿波的传播方向做平移，不同时刻有不同的波形 研究对象：振动图象：振动的一个质点，在不同时刻的位移波的图象：介质中的各个质点在

3、同一时刻的位移（三）波的特有现象：1 .什么是波的叠加原理？2 .什么是波的干涉现象？产生稳定干涉的条件是什么？3 .什么是波的衍射？产生明显衍射的条件是什么？学生活动:1 .几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，因此在两列波重叠的区域里任何一点的总位移，都等于两列波分别引起的位移的矢量和，这一结论叫做波的叠加原理2 .频率相同的两列波叠加， 使某些区域的振动加强， 某些区域的振动减弱， 并且振动加 强和振动减弱的区域相互间隔，这种现象叫做波的干涉产生干涉的条件是：两列波源振动方向相同，频率相同，相差恒定3 .波绕过障碍物传播的现象，叫做波的衍射.能够发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺

4、寸比波长小，或者跟波长相差不多.二、本章知识点的综合应用例题1:如图所示，在水平线上有 17个质点，每相邻两个质点间距离均为 4cm,如图所 示。有一简谐波在该水平线上传播，已知第 5个质点完成一次全振动的路程为 8cm,时间为 2s,当它从平衡位置开始向上振动通过 12cm的路程时，第17个质点即将振动，则这列波的 传播速度为多少？在图中画出第 17个质点即将振动时的波形图。 (0.16m/s)123456789 10 11 12 13 14 15 16 17欢迎下载本题在求解过程中要抓住一个要点：波在传播过程中，每个质点开始振动的情况完全相同，所以第17个质点开始振动时与第 5个质点开始振

5、动时的情况是相同的，均由平衡位置 向上振动，正是这个条件，才能确定从第5个质点彳到第17个质点所经历的时间为 1.5 T,它们这两个质点间的距离为1.5入，然后确定第17个质点起振时，其他已经振动的质点所在的位置|例2 .如图所示，一列横波沿 x轴传播，波速大于6m/s ,当位移X1=3cm处的A质点在x 轴上方最大位移处时，位于 X2=6cm处的B质点恰好在平衡位置，并且振动方向沿 y轴负方 向，试求这列波的频率 f.解：本题既要考虑波的“双向性”，又要考虑波的“重复性”。当波沿x轴正方向传播时，当波长最长时，A、B之间的波形如图所示，考虑到波的重复性，则有：A.AB=(K+3)入(K=0,

6、1,2,3,)B4 ' ' '所以九=32-m，则 f= ' =50(4k+3)Hz (K=0,1,2,3,)4k 3当波沿x轴负方向传播时，当波长最长时，A、B之间的波形如图所示,考虑到波的重复性，则有：1AB=(K+)入(K=0,1,2,3,)4所以九=_012-m，则 f= Y =50(4k +1)Hz (K=0,1,2,3, 4k 1'题后总结质点的振动情况与波的特性是紧密相关的 .根据质点的振动情况可求出波的有关参 量I在这类问题中，一是要注意波的双向性，二是要注意波在空间的重复性，分析这类问题时，通常需根据质点的振动情况画出某时刻的波形，有些

7、问题中波形并不惟一，而有多种可能，解题时务必注意.三、强化训练1.闻其声而不见其形，这是声波的 现象.若慢慢转动正在发声的音叉，则听到声 音忽强忽弱，这是声波的 现象.2 .关于机械波，下列说法正确的是A.物体做机械振动，一定产生机械波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.参与振动的质点群有相同的频率D.机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递3 . 一列简谐横波沿 x轴传播，某时刻x=2 m的质点a正在负的最大位移处，x=8 m处的质点b正在平衡位置，并具有向下的速度，已知这列波的波长满足6 mv入v 12 m,如图所示，则可知这列波的传播方向是y y/m24680 1111b x/m参考答案：1 .衍射；干涉2.BC 3.沿x轴的负方向四、小结本节课我们对机械波做了综合概括：包括以下知识点2 .机械波的产生条件和分类.3 .描述波的物理量：波长、频率、波速和波长以及它们之间的联系4 .波的特有现象.波的叠加；波的干涉；波的衍射 .5 .波的图象：意义；作法；应用|五、书设计v=入 f=入 /T.，机械波的形成条件描述