机械波习题课教案

教学设计方案第十二章机械波习题课（2课时）姓名：陈凤丽性别：女职称：中教二级学历：本科单位：登封一中电话、教学目标1．通过本节习题课的复习，进一步熟悉全章的基本内容，提高解决问题的能力。2．本章要求同学们：①理解机械波的产生，知道机械波传播的物理实质。②理解波的图象的物理意义，能够利用波的图象解决实际问题。③知道什么是波的波长、周期（频率）和频率，以及波长、周期（频率）和波速的关系，理解它们的决定因素。④知道什么是波的衍射和干涉，知道产生衍射和干涉的条件。⑤知道什么是多普勒效应，并能利用多普勒效应解释简单的生活现象。二、复习重点：波的三大关系的综合应用:①波的图象、质点振动方向和波的传播方向之间的关系；②波长、周期（频率）和波速的关系v=λ/T或v=λf；③空间距离和时间的关系s=vt.三、教学方法：复习提问，讲练结合，课件演示四、教具学案，计算机，大屏幕，课件五、教学过程（一）知识回顾1.机械波(1)机械振动在介质中的传播形成机械波.(2)机械波产生的条件：①波源，②介质.2.机械波的分类(1)横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷).(2)纵波：质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部.3.机械波的特征①机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移.②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③由波源向远处的各质点都依次重复波源的振动.4.波长、波速和频率及关系①波长：两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点平衡位置间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。对于横波，相邻的两个波峰或相邻的两个波谷之间的距离等于一个波长.对于纵波，相邻的两个密部或相邻的两个疏部之间的距离等于一个波长。波长由波速和频率共同决定。②波速：指振动的状态在介质中的传播速度。波在同一种均匀介质中是匀速传播的。速率只与介质有关，而与频率无关。注意：波速与质点振动速度不是同一概念.③频率：指参与波动的所有质点的振动频率。等于波源的振动频率．频率只与波源有关，与介质无关。④三者关系：v=lf，f和v决定l.5.波动图像：表示介质各质点在某一时刻相对平衡位置的位移。其中：横坐标表示各质点的位置；纵坐标表示该时刻介质各质点偏离各自的平衡位置的位移。波的图像能反映的物理量①振幅和波长.②该时刻介质各质点的位移.③已知波的传播方向，可确定该时刻介质各质点的振动方向，也可反过来运用.④已知波的传播方向，可确定任一时刻的波形图.⑤已知波的传播速度大小和方向，可确定图像上介质各质点的振动图像.６、机械波的反射、折射、干涉和衍射一切波都能发生反射、折射、干涉和衍射。干涉和衍射是波特有的性质。⑴干涉：①产生干涉的必要条件：两列波源的频率必须相同。②在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。⑵衍射：波可以绕过障碍物继续传播，这种现象叫做波的衍射。发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长差不多．多普勒效应(1)由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象．实质是：波源的频率没有变化，而是观察者接收到的频率发生了变化．(2)多普勒效应的产生原因精讲精练一机械波的理解【例1】图中是某一地震波的传播图，其振幅为A，波长为λ，某一时刻某质点的坐标为（λ，0）经1/4周期该质点的坐标是多少？该波是纵波还是横波。A．纵波（5λ/4．0）B．横波（λ，－A）C．纵波（λ，A）D．横波（5λ/4．A）解析:由题图知，该地震波为横波，即传播方向与振动方向垂直。某质点的坐标（λ，0）即为图中a点，经1/4周期，a点回到平衡位置下面的最大位移处，即位移大小等于振幅，坐标为（λ，－A），（水平方向质点并不随波逐流）。故答案为B根据图带学生分析质点振动方向波的传播方向波形图三者的关系【例2】图是某时刻一列横波在空间传播的波形图线。已知波是沿x轴正方向传播，波速为4m/s，试计算并画出经过此时之后1.25s的空间波形图。【例3】在t=0时刻波形如图1)波源开始振动的方向__________。2)A质点经0.7S，第二次到达波峰位置，则波速V=_____3)波谷传到x=10m时，需经t=_____；B质点位移_____，振动方向_____；C质点位移_____，振动方向_____。4)从t=0到波传到x=10m时间内，A质点运动的路程_____5)画出A、B、C从此时刻开始的振动图像。[总结与反思]二波的图象中的多解和特解1）波传播的双向性2）波传播的周期性波的传播，在经过若干个完整的周期nT后，波形图是相同的，所以在确定波的传播距离时需注意，不仅仅从波形的变化上来判断，还要考虑到周期性。例如从波形图上看出传播距离为λ/2,则实际传播的距离通式应为：△x=nλ+λ/2所对应传播时间t的通式：△t=nT+t/2，n=0,1,2,3……【例4】如图所示，实线是一列简谐横波在某时刻的波形图象，虚线0.2s后的波形图，求；1）若波向左传播，求它传播的可能距离2）若波向右传播，求它的最大周期3）若波速是35m/s，求波的传播方向解：由图可知λ=4m，△t=0.2s。1)当波向左传播时，△x=nλ+3/4λ=(4n+3)mn=0,1，2，3……2)当波向右传播时，△t=nT+1/4TT=△t/(n+1/4)n=0.1，2，3……当n=0时，Tmax=0.8s3)当波向右传播时，△x=（n+1/4）λ，V=△x/△t=（n+1/4）λ/△t=（20n+5）m/s，n=0.1，2，3……V不可能为35m/s当波向左传播时，△x=（n+3/4）λ，V=△x/△t=（n+3/4）λ/△t=（20n+15）m/s，n=0.1，2，3……当n=1时，V=35m/s故波向左传播。例5、如图所示一列横波沿x轴正向传播速率为6m/s，当位于x1=3m的质点A在x轴上方最大位移处时，位于x2=6m处的质点B恰在平衡位置，而且振动方向向下，求：这列波的最大波长是多少？（2）列出此波频率的表达式。[总结与反思]【例5】一列横波在x轴上传播,在x=0与x=1cm的两点的振动图线分别如图3中实线与虚线所示.由此可以得出()A.波长一定是4cmB.波的周期一定是4sC.波的振幅一定是2cmD.波的传播速度一定是1cm/s解析这一类题是已知两个质点的振动情况,找波长、波速的多解.解题方法是：(1)读出周期(2)判断传播方向,如果题干没有给出,则假设向右传播、假设向左传播(3)找两个质点之间的距离与波长之间的关系,画出x=0与x=1cm的两点间最简单的波形图此题中,若波向右传播,则两者间距满足(n+1/4)λ=1cm.若波向左传播,则两者间距满足(n+3/4)λ=1cm.则可以求出波长的多解.(4)然后利用v=λ/T求波速.答案BC三波形图与振动图象相结合【例6】如图5所示,甲图是一列横波某一时刻的图象,乙图是离O点3cm处的质点从这一时刻开始的振动图象,则下述正确的是()A.3cm处的这个质点t=0时向y正方向运动B.这列波沿负x方向传播C.质点的振动周期为8sD.波速为50m/s答案AB三波的干涉干涉的产生条件：两列波频率相同、振动情况相同.注意：1)加强区域：两列波在这点引起的位移的方向是同向的减弱区域：两列波在这点引起的位移的方向是同反的加强与减弱是指能量与振幅的加强与减弱。2）加强区域和减弱区域相互隔开，加强区域始终加强减弱区域始终减弱。【例6】两列完全相同的波产生干涉，实线表示波峰，虚线表示波谷，振幅均为2cm,其中E为BD中点，则()A：D质点为振动加强、A质点为振动减弱B：E质点振动加强C：B、D两点在该时刻的竖直高度差为8cmD：A质点和E质点都静止不动四．解释生活中的自然现象闻其声而不见其人是声波的现象。夏日雷声隆隆，是声波的现象。围绕