习题PPT及专用教学设计内容

机械波习题课

山西省孝义中学 刘晋杰

一、教学目标

1．通过本节习题课的复习，进一步熟悉波图像，提高解决问题的能力。

2．①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。

二、复习重点：波图像

三、教学方法：

复习提问，讲练结合，课件演示

四、教学过程

（一）知识回顾

Ⅰ

机械波的形成：前带动后，后重复前，后滞后前，各质点不随波迁移。

Ⅱ 描述波的物理量──波长，周期（频率）和波速

波长的意义可从两个角度去理解，反映了研究波的两种方法，从振动的角度来讲，两个相邻的，在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长，如相邻的两个波峰或波谷间的距离就是一个波长，从波传播的角度来讲，振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。

波的周期和频率就是介质中各个点振动的周期和频率，它等于波源的周期和频率，波的周期和频率与波传播的介质无关并在波传播过程中保持不变。

波速的公式：。

波的传播具有时间的周期性和空间的周期性，时间的周期性是指每隔一个周期或一个周期整数倍的时间，波形总是重复出现的，这是因为每隔一个周期整数倍的时间，介质中各个质点振动情况总是重复的；空间的周期性是指沿波的传播方向上每隔一个波长整数倍的距离的质点振动情况总是相同的，因此如果将波的图象沿着波的传播方向平行移动一个波长的整数倍距离，波形也是相同的。

（二）例题精讲

1,已知波的传播方向确定质点振动方向

例题1、一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为60m/s，在t=0时波的图像如图所示，则 （ ）

A．此波频率为40Hz，此时质元b的速度为零

B．此波频率为40Hz，此时质元b的速度向着y轴负方向

C．此波频率为20Hz，此时质元a的速度向着y轴正方向

D．此波频率为20Hz，此时质元a的速度为零

答案C 方法总结：1，带动法 2，微平移法 3，同侧法

2,第一次出现该波形

例题2、一列简谐横波沿x轴正方向传播，传播速度为10m/s。当波传到x=5m处的质点P时，波形如图所示。则以下判断正确的是（ ）

A．这列波的周期为0.4s

B．再经过0.4s，质点P第一次回到平衡位置

C．再经过0.7s，x=9m处的质点Q到达波峰处

D．质点Q到达波峰时，质点P恰好到达波谷处

E．平衡位置x=3m质点，经过0.05s,位移为0.1m

y/b

0

1.5a

3.

x/m

0.

y/m

v

0

-0.2

2

4

6

8

10

P

Q

x/

方法１，微平移法．将最近的波峰平移到Ｑ点．

方法２，波先传到Ｑ点，Ｑ点再振动．

对于Ｅ，方法１写振动表达式．方法２将波沿波的传播方向平移ｘ＝ｖｔ（ｔ去整留零）

例3（多选）、如图示为一列沿x轴传播的简谐波t=0时的波形图,此时在x=4m处的质点P离开平衡位置的位移为1cm,运动方向沿y轴负方向.已知该列波的周期为0.2s,则当x=10m处的Q点的位移为 -1cm所对应的时刻为 ( ) A.0.08s B. 0.12s C. 0.02s D.0.18s 解: P点运动方向沿y轴负方向,波向左传播. T=0.2s, λ=10m, v= λ/T=50m/s Q点运动方向沿y轴正方向, Q点经过比T/2略多一点时间到达-1cm处,或者经过比T略

少一点时间到达-1cm处.

/c. B、Dy正确

P

Q

1

2

0

x/

4

5

6

1又解：使波形沿-x方向移动到Q点的位移为-1cm,如图示：

t1 =s1 /v=6/50=0.12s t2=s2 /v=9/50=0.18s 例4，如图在广场的中心O和半径为45m的半圆周上的A点，各放置一个完全相同的声源Sl和S2，两声源同时发出同频、同相和同振幅的声波。已知频率为f＝34Hz，波速v=3／s。某人从圆周上的B点出发，逆时针沿圆弧走到A点，在他走的过程中共有几次听不到声音?（这些位置各离A点多远?）

方法1，求波程差，解析：由题意有，∴n取离A点的距离分别为：；。所以有9处听不到声音。∵

；；；，即∴这些位置；

；

；；共9次。

方法2，根据干涉图样的对称性。在AB连线的一半上求波程差。

方法3，在AB直线上画波形，波形叠加。再根据对称性

教后记：在习题教学中，要发挥学生的智慧，一题多解，找到最简单的办法。机械波题较杂，总结方法，遇到题用最优方法。