习题教学活动设计方案

第二章

机械波

一、机械波的形成和传播

教学目标

1．知道直线上机械波的形成过程

2．知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部

3．知道"机械振动在介质中的传播，形成机械波"．知道波在传播运动形成的同时也传递了能量

4．通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波

重点难点

重点：机械波的形成过程及描述

难点：机械波的形成过程及描述

设计思想

本节讨论的是机械波的产生和传播，定性研究波的一些基本特征。机械波的形成过程及传播是本节课的重点和难点。学生已经知道了水波、声波、电磁波等名词，通过高中阶段的物理学习，要知道机械波是怎样形成的，知道机械波具有哪些主要特征。从研究单一质点的振动到研究多个质点同时又不同步的振动，这对学生的理解力和空间想象力都有较高的要求。

学生对波的认识和理解需要一个过程，教学中不可急于求成，应该注意教学方式的选择。要将教师的讲解变为注重学生的亲身体验和实验的观察，并通过播放录像、模拟动画等方法，帮助学生逐步体会和理解本节知识。注意运用学生已经有的运动学和动力学知识，分析和研究波的基本特征和规律。

教学资源

《机械波的形成和传播》多媒体课件

教学设计

【课堂引入】

我们已学习过机械振动，它是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学***量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。

活动：手握弹性绳的一端使其在竖直方向做简谐运动,其余的点运动是否运动?做何运动? 观看课件:

绳波的形成

【课堂学习】

学习活动一：机械波的形成和传播

水波（课本图2-1-1）：使平静的水面振动，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。

绳波（课本图2-1-2）：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传 播出去，形成绳波。

以上两种波都可以叫做机械波。

问题1：水波离开水能看到上面的现象吗？绳波离开绳行吗？

（不行）

问题2：当振动停止后我们又看到了什么现象？

（传出去的仍然在传播，以后水（绳）都静止不动了）

机械波的形成过程：

江都

由于相邻质点间力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动

向远处传播。例如：上图表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t＝0)各质点的位置，这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为T，则第二行表示经过了T／4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点1落后一些，仍向上运动；质点3更落后一些，此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过了T／2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3T／4、和5T／4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。

问题3：什么是机械波？

（机械振动在介质中的传播就形成机械波）

机械波的形成和传播 第 1 页

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问题4：机械波的产生条件？

（波源和介质）

问题5：什么是波源和介质？

产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是波源。

介质就是传播振动的媒质，如绳子、水。

对机械波概念的理解：

1．机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；

2．当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器)；

3．波是传播能量的一种方式。

学习活动二：横波与纵波

问题1：按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分哪两类？

横波和纵波

问题2：什么是横波？有什么特点？

质点的振动方向与波的传播方向垂直。

特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)。如右下图波形所示。

问题3：什么是纵波？有什么特点？

质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如左上图波形所示。

举例：声波是纵波，其中：振源——声带，介质——空气、液体、固体。

地震波既有横波又有纵波。其中横波和纵波的传播速度不同。

水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。

【课堂小结】

问题1：波是自然界一种常见的运动，产生机械波的条件是什么？

问题2：机械波形成时，介质中的质点迁移吗？

问题3：机械波分为几种？

【板书设计】

第一节

机械波的形成和传播

一、机械波的形成与传播

1.现象：

2.波的形成

3.波的传播

二、机械波

1.定义：

2.条件：

理解：有振动不一定有波；有波一定有振动

不仅传递了振动形式，是传播能量和信息的一种方式。

三、横波和纵波

1.横波的定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。

波形特点：波峰

波谷

2.纵波的定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

波形特点：疏部

密部。

[来源学科网ZXXK]机械波的形成和传播 第 2 页

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第一节

机械波的形成和传播

一、机械波的形成与传播

1.现象：

2.波的形成

3.波的传播

二、机械波

1.定义：

2.条件：

理解：1. 2. 三、横波和纵波

1.横波的定义：

波形特点：

2.纵波的定义：

波形特点：

课堂反馈

1．关于机械波的下列说法正确的是（

）

A．有机械振动就有机械波

B．有机械波就一定有机械振动

C．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式

D．没有机械波就没有机械振动

2．波在传播过程中，正确的说法是（

）

A．介质中的质点随波迁移

B．波源的振动能量随波传递

C．介质中质点振动的频率随着波的传播而减小

D．波源的能量靠振动质点的迁移来传播

3．区分横波和纵波是根据（

）

A．质点振动的振幅和波的传播速度的大小

B．质点振动的频率和波的传播能量的多少

C．质点振动的方向和波传播的远近

D．质点振动的方向和波传播的方向

4．在机械波中（

）

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相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点

D．各质点也随波的传播而迁移

5．质点的振动方向与波的传播方向_______的波叫横波，质点的振动方向与波的传播方向在一直线上的波叫_______，机械波中的横波、纵波传播时均需要有_______．

6．沿绳传播的一列机械波，当波源突然停止振动时（

）

A．绳上各质点同时停止振动，横波立即消失

B．绳上各质点同时停止振动，纵波立即消失

C．离波源较近的各质点先停止振动，较远的各质点稍后停止振动

D．离波源较远的各质点先停止振动，较近的各质点稍后停止振动

7．日常生活中，若发现球掉入池塘里，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呢？说明理由．

机械波的形成和传播 第 3 页

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课后测评

1、下列关于机械波和说法中正确的是（

）

A、有机械振动就有机械波

B、没有机械波就没有机械振动

C、有机械波就一定有机械振动

D、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是传递能量的一种方式

2、下列现象中我们能观察到的是（

）

A、在真空中，单凭耳朵就能听到歌唱家美妙的声音

B、只要有机械波发出，一定能找到产生机械波的波源

C、某空间找不到机械波，在这一空间一定找不到波源

D、“一石激起千层浪”，把小石子扔进平静的湖面，能激起无穷无尽的连续水波

3、关于波的下列叙述正确的是（

）

A、离波源越近的质点，其振动越滞后

B、波的传播过程中，介质中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直

C、波源停止振动时，介质中的波立即停住

D、波的传播过程中，介质中的质点的振动是受迫振动

4、在机械波中，下列说法中错误的是（

）

A、各质点都在各自平衡位置附近振动

B、相邻质点间必有相互作用力

C、前一质点的振动带动相邻后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点

D、各质点也随波的传播而迁移

5、下列有关横波与纵波的说法中，正确的是（

）

A、沿水平方向传播的波为横波

B、纵波在弹性介质中可以沿任意方向传播

C、纵波和横波不可以同时在同一介质中传播

D、凡是振动方向与波传播方向在同一直线上的波都是横波

6、横波和纵波的区别是（

）

A、横波中的质点做的是振动，纵波中的质点是沿波传播方向运动

B、横波的传播速度一定比纵波慢

B A C C、横波形成波峰和波谷，纵波形成疏部和密部

D P E D、横波中质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上，纵波中质点的振动方向与纵波的传播方向垂直

题7图

7、一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的凹凸形状，P点为波源，对此绳上A、B、C、D、E这5个质点，以下说法正确的是（

）

A、5个质点的振幅相同

B、5个质点的位移相同

C、5个质点的振动周期都等于P点的振动周期

D、D点的振动落后于C点的振动

8、一列波由波源向周围扩展开去，由此可知（

）

A、介质中各质点由近及远传播开去

B、质点的振动形式由近及远传播开去

C、质点的振动能量由近及远传播开去

D、介质中各质点只有振动而没有迁移

9、在横波中，质点的振动方向与波的传播方向

；在纵波中，质点的振动方向与波的传播方向

；横波有波峰和波谷，纵波有

和

。

10、机械波的产生需要两个条件：

和

，其中

产生振动，

将产生的振动传播开去。

11、在空气中传播的的声波属于

，它可以气体中传播，也可以在

、

中传播。

12、一列横波，开始时波源是向下振动的，波传播到某个质点时，该质点开始应向

振动；再经过半个周期时，该质点应向

振动。

13、把定好的闹钟放入玻璃罩内，用抽气机抽出罩内空气，当闹铃振动时，外面听不到声音，试解释此现象。

14、一只皮球浮在平静的水面上，一小孩站在岸边，如图所示，他想通过向皮球右边水中扔进石子，让石子激起水波使皮球逐渐靠近岸边，从而拿到皮球。问通过这种方法小孩是否能拿到皮球，为什么？

题14图

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第一节

机械波的形成和传播

课堂反馈参考答案：1．BC

2．B

3．D

4．ABC

5．垂直；纵波；介质

6．C

7．解析：不能．向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去．这是表面现象，实际上水波向四周传播时水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。

课后测评参考答案：1、BCD

2、B

3、D

4、D

5、B

6、C

7、ACD

8、BCD 9、垂直

在同一直线上

疏部

密部

10、波源

介质

波源

介质

11、纵波

固体

液体

12、下

上

13、因为罩内空气已抽出，没有传播振动的介质，不能形成声波

14、小孩不能拿到皮球，因为扔进石子后，石子将激起水波，水波向四周传播开来，而各质点只是在它的平衡位置附近振动，球随那里的点一起振动，但不会随波一起发生迁移

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