物理 机械波的描述 导学案

1、高级中学 高一物理学习手册学程3PAGE PAGE 5学程3. 第四章 周期运动4.12 机械波的描述（1） 学习目标 1. 理解横波的图像，能根据波的图像确定波的特征。理解波长、频率和周期及它们的关系，能进行相关的计算。 2. 通过对横波图像的学习，认识图像在研究和学习物理中的重要作用。 3. 通过对自然界海啸波的了解，感悟自然的强大力量，树立人与自然和谐共处的思想。 重点和难点： 重点：运用波的图像和相关物理量描述波，并能进行简单的计算。难点：通过波的图像求若干未知量以及画出不同时刻的波形图。课前热身波的图像：用横坐标表示在波的传播方向上介质各点的 ，纵坐标表示某一时刻各质点的 ，连接各位

2、移矢量 得到的曲线，叫做波的图像。波的图象意义： 。平衡位置，偏离平衡位置的位移，末端，反映某一时刻各质点的位移2. 波长的定义： 叫波长。波长大小也等于波的振动形式在一个周期内传播的距离。横波的 距离等于波长；纵波的 距离等于波长在一列波中，偏离平衡位置的位移和速度总是相同的两个相邻质点间的距离，相邻两个波峰或相邻两个波谷之间的距离，相邻密部或相邻疏部之间的。3. 频率f 和周期T：波的频率和周期就是 的频率和周期。波的频率和周期由 决定，与介质 （有关或无关），波在传播过程中，频率和周期 。 介质中各个质点，波源，无关，不变4. 波速v：描述波传播 的物理量。定义式： .机械波的波速取决于

3、 。、f 、v、T的关系： ，机械波从一种介质进入另一种介质时， 变化， 不变快慢，介质，。 内容框架 课堂演练 波的图像： 反映各质点在同一时刻不同位移的曲线。【例1】 PP右图表示某时刻一列简谐波的波动图像，此时波中P点的振动方向向下，试确定这列波的传播方向。 波长： 偏离平衡位置的位移和速度总是相同的两个相邻质点间的距离【例2】关于波长，下列的说法对吗？A、振动相同的两个点之间距离是一个波长B、波峰与波峰间的距离是一个波长C、波谷与波谷间的距离是一个波长D、两个都在平衡位置的质点间的距离是波长的整数倍频率和周期： ，由 决定。介质中任一质点完成一次全振动需要的时间，波源波速： ，由 决定

4、。单位时间内波在介质中传播的距离，也就是波在介质中传播的速度，介质【例3】每秒钟做100次全振动的波源产生的波，它的频率、周期各为多少？如果波速是10 m/s，波长又是多少？【例4】如图所示，1、2、3、17、18为弹性媒质中的质点，振源A作简谐运动，初始时刻振动的方向向上，振幅为3cm，周期为0.2s，在波的传播方向上，后一质点比前一质点振动落后0.05s。（1）画出经过0.4s的波形图及各质点的振动方向？（2）此时哪些质点速度最大，哪些质点加速度最大？（3）若波速为20cm/s，求波长和频率f。 波速和波长、频率的关系： ，【例5】 x yABO一列简谐横波沿x轴传播。t0时刻的波形如图所

5、示，质点A与质点B相距1m，A点的振动速度沿y轴正方向；t0.02s时，质点A第一次到达正向最大位移处。由此可知 （ ）A此波的传播速度为12.5m/sB此波沿x轴正方向传播C从t0时刻起，经过0.04s，质点A沿波的传播方向迁移了1mD在t0.04s时，质点B处在平衡位置，速度沿y轴正方向 拓展联想： 当波源运动速度接近光速时，波源运动会受到很大的阻力。如接近音速飞行的飞机就会受到这样的阻力，这种阻力叫做音障。如果波源的速度超过波的速度，在波的前列就会产生冲击波。超音速飞机在飞行时发出的震耳声以及子弹掠空而过时发出的呼啸声都是冲击波的例子。 课后作业波的传播特点后一质点被前一质点 ，它的运动

6、总是 于前一质点，是判断波的传播方向或质点振动方向的依据带动；落后；。 2. 关于波长，对横波来说是 之间的距离；对纵波来说是 间的距离。也是沿波的传播方向 的直线距离。波源振动一个周期时 的距离相邻波峰或波谷；相邻密部或疏部；一个完整波形；波传播。如图所示，1、2、3、17、18为弹性媒质中的质点，振源A作简谐运动，初始时刻振动的方向向上，振幅为3cm，周期为0.2s，在波的传播方向上，后一质点比前一质点振动落后0.05s。（1）画出经过0.4s的波形图（2）若波速为20cm/s，求波长和频率f0.04m；5Hz。 BA-0.10.1xy/0图8如图所示为一横波图象，此时质点A的速度沿y轴正

7、向，振动频率是0.5Hz，则此波向_方向传播，图中质点B经过5.5s通过的路程是_cm，偏离平衡位置的位移是_cm右（正方向）；1.1cm；0 ABCDEF图9如图所示，是某一简谐波的图象，波的传播方向沿x轴的正方向，下列说法正确的是( ) ADA质点A、D的振幅相等B该时刻质点B、E的速度大小和方向相同C该时刻质点C、F的加速度为零D该时刻质点D正沿y轴负方向运动6. 如图所示，A是波源，各相邻质点的距离都等于1 m，当t=0时，A质点由平衡位置向上运动，经过0.1 s达到最大位移，此刻振动传到了C质点，则下列结论正确的是（ ） BCDA波速为10 m/s，周期为0.4 sB波长为8 m，频

8、率为2.5 HzC振动传到了C质点后，再经过0.2 s，波传到G质点，这时E质点恰好到达正向最大位移处D从A质点由平衡位置开始向上运动，到波传到J质点共历时0.45 s，这时质点B恰好通过平衡位置，且速度方向向上一列简谐横波沿x轴正方向传播，某时刻波传到x=5m的M点，如图所示，从该时刻开始计时，已知P点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4s，下面说法中正确的是（ ）A这列波的波长是4m B这列波的传播速度是10m/sC质点Q（x=9m）经过0.5s才第一次到达波峰DM点以后各质点开始振动时的方向都是向下两旅游者分乘两只小船漂浮在湖面上，水中有沿两船连线方向传播的水波，波的传播速度为5ms已知船

9、在水中每分钟上下浮动25次，两船相距为36m，且两船同时到达波峰和波谷，则两船之间最多有_ _个波峰，最少有_ _个波峰3；2。 两只小船静止在湖面上，相距240 m，水波由甲船向乙船传播每分钟上下振动20次，当甲在波峰时乙正好在波谷，中部还有一个波峰，求波速53.3m/s。 10.如图所示，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是弹性介质的质点，相邻两点间的距离都是0.5m.质点A从t0时刻开始沿y轴方向振动，开始时的运动方向是指向y轴的正方向，振幅为5cm，经过0.1s时间，A第一次到达最大位移处，此时波恰好传到C点，求：（1）波长和波速4m；10m/s。A B C D E F G H I J K0 1 2 3 4 5 x/my/cm55（2）在图中画出t0.45s时刻的波形图。 能力挑战1. 在均匀