本章小结名师教学视频（文字实录）

《机械振动和机械波》

课题

《机械振动和机械波》

课时

1 授课班级

1517 简谐运动

Ⅰ

简谐运动的公式和图象

Ⅱ

机械波

Ⅰ

考点、知识点

横波和纵波 Ⅰ

横波的图象 Ⅱ

波速、波长和频率(周期)的关系

Ⅱ

学习目标

1.知道简谐运动及其公式

机械波的特点和分类；

2.掌握波速、波长和频率的关系，会区分和分析振动图像和波的图象；

重、难点

掌握波速、波长和频率的关系，会区分和分析振动图像和波的图象

学习内容

简谐运动(Ⅰ) 简谐运动的公式和图象(Ⅱ) (1)描述振动的物理量

①振幅:振动物体离开平衡位置的最大距离,用A表示。

②周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间,用T表示。

③频率:单位时间内完成全振动的次数,用f表示。

④周期和频率都是描述振动快慢的物理量,其关系为

(2)简谐运动:物体所受的力跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置

的振动。动力学特征:F=-kx。简谐运动的表达式为x=Asin(t+φ0)。

(3)简谐运动的图象

简谐运动的图象是正弦或余弦函数曲线。

图象的应用:①可直接读取振幅、周期、各时刻的位移。②判定各时刻回复力、加速度及速度方向。③判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

倾听、理解、归纳

思考、回忆、小结。

学生活动

二、机械波、横波和纵波(Ⅰ) (1)机械波的分类:横波和纵波

横波是质点振动方向与波的传播方向垂直,纵波是质点振动方向与波的传播方向在同一直线上。

(2)机械波的特点

①对理想的简谐波,各质点振幅相同。

②各质点的振动周期都与波源的振动周期相同。

③各质点的起振方向都与波源的起振方向相同，离波源越远的质点,振动越滞后。

④各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不沿波的传播方向迁移。

⑤机械波向前传播的是运动形式,也是传播能量和传递信息的方式。

横波的图象(Ⅱ) 波速、波长和频率(周期)的关系(Ⅰ) (1)波速与波长、周期(频率)的关系: ①周期和频率只与波源有关,波在传播过程中周期和频率不变。

②机械波的波速只与介质有关,在同一种均匀介质中,波速是一个定值,与波源无关。

③波长既与波源有关,又与介质有关。

(2)简谐波的图象是一条正弦或余弦函数曲线。

倾听、理解、练习、

思考、理解、归纳

三、振动图象与波动图象

倾听、理解、

研究对象

振动图象

一振动质点

一质点的位移随时间的变化研究内容

规律

图象

分布规律

波动图象

沿波传播方向的所有质点

某时刻所有质点的空间

思考、回忆、归纳

思考、回忆、

表示同一质点在各时刻的位物理意义

移

理解、归纳

表示某时刻各质点的位移

(1)波长、振幅

思考、回忆

(1)质点振动周期

(2)质点振幅

(2)任意一质点在该时刻

的位移

思考、回忆、(4)各时刻速度、加速度的方向

的加速度方向

(4)

传播方向、振动方向

的互判

随时间推移，图象延续，但已随时间推移，波形沿传播

方向平移

倾听、理解、表示一个周期

表示一个波长

练习、改错

练习、改错

理解、归纳

图象信息

(3)某一质点在各时刻的位移

(3)

任意一质点在该时刻

图象变化

有形状不变

一完整曲

线占横坐

标的距离

典题

本节专题练习

1.右图是一列简谐波在t=0时的波形,介质中的质点P没y轴方向做简谐运动,其位

移随时间变化的函数表达式为y=10sin 5πt(cm)。关于这列简谐波及质点P的振动,

下列说法正确的是（ ）。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.质点P的周期为0.4 s B.质点P的位移方向和速度方向始终相反

C.这列简谐波的振幅为20 cm D.这列简谐波沿x轴正方向传播

E.这列简谐波在该介质中的传播速度为10

m/s 练习、改错

[解析][答案]ADE

解析

(1)由质点P做简谐运动的表达式y=10sin 5πt(cm),可

知这列简谐波的振幅为A=10 cm,角速度为ω=5π rad/s,则周期为T==0.4 s,选项

A正确,选项C错误;质点P在做简谐运动,位移和速度都周期性变化,位移方向和速

度方向有时相反,有时相同,选项B错误;由质点P做简谐运动的表达式y=10sin 5π

t(cm),知t=0时刻质点P沿y轴正方向运动,则这列简谐波沿x轴正方向传播,选项

D正确;由题图读出波长为λ=4 m,则波速v= m/s=10 m/s,选项E正确。

2.(1)如图所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于

x=-2 m和x=12 m处,两列波的传播速度均为v=4 m/s,两波源的振幅均为A=2 cm。

图示为t=0时刻两列波的图象(传播方向如图所示),此时刻平衡位置处于x=2 m和

x=8 m的P、Q两质点刚开始振动。质点M的平衡位置处于x=5 m 处,则下列说法正

确的是

。

A.两列波相遇后振幅仍然为2 cm B.t=1 s时刻,质点M的位移为-4 cm C.t=1 s时刻,质点M的位移为+4 cm D.t=0.75 s时刻,质点P、Q都运动到M点

E.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向

解析

[答案]ABE 根据波的叠加原理,A正确;由题图可知两列波的起振方向都沿y轴负方向,E正确。

练习、改错

又λ=4 m,v=4 m/s,所以T==1 s,波形匀速传播,两列波传播到M点时,t= s=0.75 s,所以t=1 s时刻,M点已经振动了(1-0.75) s=T,两列波在M点加强,合振幅为4 cm,M点的位移为-4 cm,B正确,C错误。波传播时,波形移动,质点不随波传播,D错误。

教学反思