2022年第十二章《机械波》导学案 .pdf
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1、学习必备欢迎下载12.1 波的形成和传播【学习目标】1.通过观察和分析, 认识波是振动的传播,知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。2.能区分纵波和横波,知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。3.知道什么是机械波和机械波形成的条件。【知识要点】一、波的形成和传播1观察绳波的形成过程,回答下列问题:(1)绳子各部分看成许多组成,各部分之间存在着相互作用的力;(2)沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点一段时间 (超前或落后) ,质点依次被带动;(3)波动(简称波) :。(4)绳子可看成由大量质点构成,质点之间有相互作用,一个质点的振动,会引起相邻质点的振动,这样机械振动在绳子中由近及远的传播,
2、形成。二、波的分类及特点1 横波:。波峰、波谷:。2纵波:。密部、疏部:。3列举常见的横波和纵波:。三、机械波1.介质:。2.机械波定义:。3 机械波产生条件:。4仔细观察右图 横波的形成,总结分析:传播的只是振动的和,质点不随波迁移。(1)各质点均在自己的平衡位置附近振动(2)在波的传播方向上各质点依次开始振动(3)后面学前面,时间晚一点(4)各质点振动周期、振幅、起振方向相同(周期由振源决定)* 总结波动和振动的联系与区别:。【反馈练习】1日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢入石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边?2在机械波中有()A各质点都在各自的平衡位置附近振动B相邻质点间必
3、有相互作用力C前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点的振动必定落后于前一质点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页学习必备欢迎下载D各质点也随波的传播而迁移3下列说法不妥的有()A声波在空气中传播时是纵波,在水中传播时是横波B波不但传送能量,还能传递信息C发生地震时,由振源传出的既有横波又有纵波D一切波的传播均需要介质4关于振动和波的关系,下列说法正确的是()A有机械波必有振动B有机械振动必有波C离波源远的质点振动较慢D波源停止振动时,介质中的波立即停止传播12.2 波的图象【学习目标】1 能够通过描点的方法作
4、出波的图像,理解波的图象的物理意义。2 知道什么是简谐波。3通过用图像描述横波,加强利用图像分析问题的能力。【知识要点】思考:如何描述机械波?一、波的图象1物理意义:反映偏离平衡位置的。横坐标:各质点的平衡位置纵坐标:某时刻各质点偏离平衡位置的位移对横波, 图象反映某时刻介质中各质点在空间的实际分布情况,故又称波形图, 简称波形 。2波的图象:正弦波:,也叫,是一种最基本、 最简单的波 .。介质中有正弦波传播时,介质的质点做。3 图象反映的物理信息振幅,质点位移,回复力、加速度、速度方向二、振动图象与波的图象的比较“ 录像带 ”“ 照片 ”随时间推移图像延伸,已有图像不变随时间推移图像沿传播方
5、向平移精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页学习必备欢迎下载三、波的图象的基本应用1波的传播方向? 质点的振动方向例 1 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图。试求出波形图上A、B、C、D 四个质点的振动方向。若这列波是向左传播的,则这四个质点的振动方向如何?例 2如图所示为一列简谐波在某时刻的波形图,已知图形上某点的振动方向如图所示。试求这列波的传播方向。若这个质点的振动方向向上,则波的传播方向又如何?若这个质点做减速运动,则波的传播方向又如何?若这个质点加速度在逐渐减小,则波的传播方向又如何?2求波在任意
6、时刻的波形图例 3 如图所示为一列向右传播的简谐波在某时刻的波形图。试画出再经过T/4、3T/4 和 5T/4 时的波形图。3已知波动图像画振动图像:- 描点法【反馈练习】1一列横波沿绳子向右传播,某时刻绳子形成如图所示的形状,对此时绳上A、 B、 C、D、 E、 F 六个质点 ()A它们的振幅相同B质点 D 和 F 的速度方向相同C质点 A 和 C 的速度方向相同D从此时算起,质点B 比 C 先回到平衡位置2A、B、C、D 是一列横波上的四个点,某时刻波形如图所 示 , 那 以 如 果 A此 时 速 度 是 向 上 的 , 则C点 必是,如果B 点此时速度是向上的,则波向传播,A、 B 两点
7、加速度方向。C、D 两点加速度方向。12.3 波长、频率和波速【学习目标】1 知道什么是波长、频率和波速。2 理解波长、频率和波速的关系。3 了解决定波长、频率和波速的因素。【知识要点】一、波长( )1定义:。2物理意义:反映波在空间传播的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页学习必备欢迎下载3说明:?波长等于波在一个周期内传播的距离?相邻的相对平衡位置的位移总是完全相同的质点之间的距离?相邻两个波峰或波谷之间的距离二、波的周期(T) 、频率( f)1定义:。2说明:(1)波的周期 /频率由决定,与无关(2)每经历一
8、个周期,原有的波形图不改变。三、波速( v)1 定义:。2物理意义:反映振动在介质中传播的。3说明:(1)波速由性质决定:?一列波在不同介质中传播速度不同;?同一均匀介质中波速是定值,同时还和温度有关(2)波速与质点振动速度的区别:四、波长、周期(或频率)和波速的关系:例 1下图的实线是一列简谐波在某一时刻的波形图,经0.5 秒后,波形如图中的虚线所示。已知该波的波长为24cm,周期 T 大于 0.5 秒, 求下面两种情况下的波速和周期。(1)波向左传播; (2)波向右传播。例 2一列横波沿直线传播,在传播方向上有A、B 两点,相距1.2m,当波刚好到达B 点时开始计时,已知4 秒内, A 位
9、置的质点完成8 次全振动, B 位置质点完成10 次全振动。这列波的波长为多少?频率为多少?速度为多少?例 3某列波沿x 轴正方向传播, t=0 时的波形图如图所示,已知在t=0.6 秒时 A 点正好第三次出现波峰,则波的周期为多少?波传到P 点所需的时间为多少?P 点第一次出现波峰的时间是多少?【反馈练习】1关于简谐波说法中正确的是()A两个振动情况完全相同的质点之间的距离是一个波长B任意两个波峰或波谷之间的距离叫波长C波动在一周期内向前传播的距离等于波长D一个周期内质点所走过的路程等于一个波长精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4
10、页,共 13 页学习必备欢迎下载2关于波速说法错误的有()A波速由介质和波源共同决定B提高振源频率,波的传播速度将增大C同时在空气中传播两列声波,波长较大的声波传播较快D频率越高的声波在空气中传播的波长越短E波速反映了介质中质点振动的快慢F波速反映了振动在介质中传播的快慢3如图在一条直线上有三点S、M、N,S 为波源,距 M 点为 12m,距 N 点为 21m由于波源S的振动在直线上形成一列横波,其波长为8m,波速为 4m/s,下列说法中正确的是()A . M 点先开始振动,N 点后振动,振动时间相差2.25s,但振动周期都为2s B. M 点在最高点时,N 点在平衡位置以上向下振动C. M
11、点在最高点时,N 点在平衡位置以上向上振动D.振动过程中M、N 两点的位移有可能在某时刻相同4一列简谐横波沿x 轴传播, t=0 时刻的波形如图实线所示,经过t=0.05s 后的波形如图虚线所示。已知t 小于一个周期,则()A这列波的波长是4m B这列波的振幅是0.4m C这列波的波速一定是20m/s D这列波的频率可能是15Hz 5如图, 在 xOy 平面内有一沿x 轴正方向传播的简谐横波,波速为 1m/s,振幅为 4cm,频率为 2.5Hz在 t=0 时刻( P、Q 两点均已振动)P 点位于其平衡位置上方最大位移处,则距 P 点为 0.2m 的 Q 点()A. 在 0.1s 时的位移是4c
12、m B. 在 0.1s 时的速度最大C. 在 0.1s 时的速度方向向上D. 在 0 到 0.1s时间内的路程是8cm 6如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线。经t=0.5s后,其波形如图中虚线所示。设t2T(T 为波的周期) ,(1)如果波是向右传播,求波的周期和波速;(2)如果波是向左传播,求波的周期和波速。12.4 波的反射和折射 (惠更斯原理 ) 【学习目标】1 知道什么是知道什么是波面和波线,了解惠更斯原理。2 认识波的反射、折射现象,并能用惠更斯原理进行解释。【知识要点】一、惠更斯原理内容:。波面、波线概念;。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
13、- - - - - - -第 5 页,共 13 页学习必备欢迎下载二、惠更斯原理的应用:解释反射、折射、衍射、散射现象1波的反射与折射当波传播到两种介质的分界面时,一部分反射形成, 另一部分进入介质形成。反射定律:。折射定律:。填表:波在反射、折射时的频率、波速和波长决定因素反射时折射时频率波速波长*2波的衍射现象:。*3波的散射现象:。12.5 波的衍射和干涉【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,知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件。2 了解波的叠加原理。3 通过实验,认识波的干涉现象和波的干涉图样,知道发生明显干涉现象的必要条件。4 知道衍射、干涉现象是波特
14、有的现象。【知识要点】一、波的衍射列举实例:。定义:。发生明显衍射的条件:。* 试用惠更斯原理解释波的衍射现象。* 说明:1衍射是波特有的现象,一切波都会产生衍射现象。2衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异。障碍物或孔的尺寸大小,是决定发生明显衍射的条件。3一般情况下,波长较大的波容易产生显著的衍射现象。4波达到狭缝处,缝上各点都可看作子波源,作出子波包络,得到新的波面。在缝的边缘处,波的传播方向发生改变。5当孔的尺寸远小于波长时,尽管衍射十分突出,但由于能量的减弱,衍射现象不容易观察到。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页
15、,共 13 页学习必备欢迎下载二、波的干涉(一)波的叠加:1波的独立作用原理:几列波相遇时仍保持各自原有特征(频率、波长、振幅、振动方向等) ,继续传播,相互之间无影响。2波的叠加原理:重叠区域,质点位移等于两列波单独传播分别引起位移的。(二)波的干涉1定义:。形成的图样叫做。?干涉是波特有的现象2产生干涉的必要条件:。3干涉图样的特点:?两列频率相同的波叠加,振动加强点始终加强,振动减弱点始终减弱。?振动加强点和振动减弱点是间隔出现的。4加强点和减弱点的分布规律?若两波源振动情况完全相同,到两波源的路程差(波程差)s 满足。?若两波源振动情况完全相反,到两波源的路程差(波程差)s 满足。例如
16、图所示, 两列简谐波均沿x 轴传播, 传播速度的大小相等,其中一列沿x 方向传播 (图中实线所示 ), 一列沿负 x 方向传播 (图中虚线所示 ),这两列波的频率相同,振动方向均沿y 轴,则图中x=1、2、3、4、5、6、 7、8 各点中振幅最大的是x= 的点,振幅最小的是x= 的点。【反馈练习】1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,三日而不绝”D夏日的雷声有时轰鸣不绝2关于波的衍射下列说法中正确的是()A在衍射现象中,波不是沿直线传播的B水波碰到障碍物后返回传播的现象属于衍射现象C横波能发生衍射,而纵波不能发生衍射D
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- 机械波 2022年第十二章机械波导学案 2022 第十二 导学案
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