3. 波的图像优秀教案

高二物理选修3－4《波的图象》

【教学目标】

1、知识目标：

①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。

②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。

③根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。

④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。

2、能力目标：能够利用波的图象解决实际问题。

【重点难点】对波的图象的理解与应用,掌握波的图象与振

动图象的区别。

【教学建议】波的图象是本章的教学重点和难点。教学中应根据实际情况,采用多种教学手段,如通过波动箱或者利用多媒体动画课件模拟、演示各个时刻的波形,帮助学生在头脑中形成正确的物理认知。

【教学设计】

（一）引入新课

通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。

我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。

（二）进行新课

【板书】一、什么是波的图象

振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。

这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。

【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系

【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图所示。若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？

分析：取和a相邻的两个点b、c。若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带

动下振动的。所以b点先振动，其次是a、c两点。因此，波是向左传播的。

【板书】三、波的图象变化情况

确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。（这一节课我们重点学习前一种方法）

【板书】1、描点作图法

【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图中的实线所示。若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

分析：根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。如图中虚线所示。

若波向左传播，同样道理可以画出从t=o时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。

下面请同学们在练习本上画出波向左传播，从t=0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。（可以请两个学生到黑板上练习，及时发现问题，进行针对性讲评）

【板书】2、图象平移作图法

从波的图象中的波形曲线我们看到，波的图象和振动图象从图线形状看，可以完全相同，但两种图象有着本质的区别。

【板书】四、波的图象与振动图象的区别

【板书】1、两种图象横、纵坐标的意义不同。

波的图象横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，振动图象横坐标t表示该质点振动的时间。

【板书】2、两种图象描述的对象不同

波的图象描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，振动图象描述的是某一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。

【板书】3、两种图象相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离含义不同。

波的图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离表示波在一个周期内传播的距离，振动图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离表示振动的周期。

【巩固练习】

1、一列横波在某一时刻的波形如图所示，若质点O此时向上运动，则波的传播方向＿＿＿＿＿＿；若波向左传播，则此时振动方向向下的质点有＿＿＿＿＿＿

2、如图所示是一列横波在t=0时刻的波形图。若波向左传播，用“描点法”作出3T/4前时刻的波形图。

【强化训练】

1.(考查波的图象的物理意义)关于波的图象的物理意义,下列说法正确的是(

)。

A.表示某一时刻某一质点的位移

B.表示各个时刻某一质点的位移

C.表示某一时刻各个质点的位移

D.表示各个时刻各个质点的位移

【解析】波的图象表示的是介质中各个质点在某一时刻离开各自平衡位置的位移。

【答案】C 2.(考查利用波动图象判断波的传播方向)一列简谐波在x轴上传播,在某时刻波形图如图所示,已知此时质点E的运动方向向下,则(

)。

A.此波沿x轴正方向传播

B.质点C此时向下运动

C.质点A将比质点B先回到平衡位置

D.质点D的振幅为零

【解析】由题意可知波沿x轴负方向传播;C质点向下运动;质点B将比质点A先回到平衡位置;质点D的位移为零,但振幅不为零。故选项B正确。

【答案】B

3.(考查对波动图象的理解)一列横波沿x轴正方向传播,某时刻的图象如图所示,坐标为(3,0)的质点经过周期后的坐标是(

)。

A.(3,2)

B.(4,2) C.(4,-2)

D.(3,0) 【解析】由题意可知,波沿x轴正方向传播,则质点(3,0)的振动方向沿y轴正方向,经周期后到达正方向最大位移,即坐标为(3,2)。

【答案】A 4.(考查对两种图象的认识)一列简谐波在t=0时刻的波形图如图甲所示,图乙表示该波传播的介质中某质点此后一段时间内的振动图象,则(

)。

A.若波沿x轴正方向传播,图乙应为a点的振动图象

B.若波沿x轴正方向传播,图乙应为b点的振动图象

C.若波沿x轴正方向传播,图乙应为c点的振动图象

D.若波沿x轴正方向传播,图乙应为d点的振动图象

【解析】在图乙的振动图象中,t=0时刻质点在平衡位置并向y轴的正方向运动,而图甲的波形图却表明在t=0时刻,质点b、d在平衡位置,而a、c不在平衡位置,故A、C选项不正确。若波沿x轴正方向传播,质点b应向上运动(逆着波的传播方向,在它附近找一相邻点,此点正好在它的上方,质点b就应跟随它向上运动),B选项正确。若波沿x轴正方向传播,同理可以确定质点d应向下运动,D选项错。

【答案】B 【课后作业】

1、复习本节课文内容。

2、教材P.30第1—6题。