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本文题目:高二物理教案:波动图象的应用
课 题:波动图象的应用
课 型:复习课
教学目标:
1.明确波动图象与振动图象的区别;
2.掌握波动问题的显著特点及解决波的图象问题的常用方法。
教学重点:掌握解决波的图象的常用方法
教学难点:波动问题的多解性
教学方法:讨论法、讲授法
教具准备:演示挂图、投影
教学内容及步骤:
一、波动图象与振动图象的对比
振动图象 波的图象
研究对象
物理意义 表示_________在各个时刻对平衡位置的位移情况 表示_________各个连续质点对平衡位置的位移情况
坐标意义 纵坐标表示_____横坐标表示_____ 纵坐标表示_______,横坐标表示各质点__________到振源或原点的距离
形象记忆 比喻为用摄像机记录一个质点连续振动的_________ 比喻为某一时刻对所有质点拍下的________
图象的变化趋势 图象随时间延长向前延伸,而曲线原有部分图形不变 随时间延长,波形图象沿波的传播方向向前平移( ),不同时刻的波形图不同,且作周期性变化
图 象
二、归纳波动问题的显著特点及形成原因
波动问题的一个显著特点是_________,形成多解的原因主要有两个,一是振动的______周期性和波动的_______周期性。二是波动_________的不确定性(+x和-x)。
三、解决波的图象问题的常用方法
解决波动问题重点从微观和宏观两个方面及它们的关系着手分析。微观就是单个质点的振动,宏观就是整体波形的变化。
(1)特殊点法:
(2)波形平移法:根据波动在同种介质中匀速的特点,经时间 将波形图象沿波的传播方向整体平移_________________(超过一个波长采用去整留零的方法)的距离。
四、典型例题
例1:如图所示是一列横波在某时刻的波形图,
已知C点正向+y方向运动,则( )
A.此波向右传播
B.D质点比C质点先回到平衡位置
C.此时B质点的速度为正,加速度为正
D.经过T/2,A到达波峰
例2:如图所示,甲为某横波上A点的振动图像,乙为该横波在 时的波动图象,由此两图求(1)波速大小;(2)波速方向;(3)振幅。
例3:一列简谐横波在 时刻的波形如图所示,传播方向自左向右,已知 时,P点出现第二次波峰,则在Q点第一次出现波峰的时间为多少?
例4:如图中有一条均匀的绳,1、2、3、4、是绳上一系列等间隔的点,现有一列简谐横波沿此绳传播,某时刻,绳上9、10、11、12四点的位置和运动方向如图b所示(其他点的运动情况未画出),其中点12的位移为零,向下运动,点9的位移达到最大值。试在图c中画出再经过 周期时点3、4、5、6的位置和速度方向,其他点不必画,(图c的横、纵坐标与图a、b完全相同)(99年高考题)
例5:一列频率为50Hz的横波在X轴上传播,在x=-2m处的质点A向下运动经过平衡位置时,x=4m处的质点B恰好位于上方最大位移处,问
①若设这列波的波长大于6m,且沿+x方向传播,则波速多大?如果沿-X方向传播,波速有多大?
②若波速为240m/s,则波的传播方向如何?
例6.如图所示,一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距14.0m,b点在a的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正的最大时,b点的位移恰好为零,且向下运动,经过1.00s后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移恰达到负最大,则这列简谐波的波速可能等于
A.4.67m/s B.6 m/s
C.10 m/s D.14 m/s
五、随堂练习
1.一列横波在x轴上传播,t与 在X轴上-3m~3m的区间内的波形图如图所示,由图可知:
A.该波的最大波速为10 m/s
B.质点振动周期的最大值为0.4s
C. 时, 的质点位移为零
D.若波沿+X方向传播,各质点刚开始振动时的方向向上
2.一列横波在t=0时刻的波形图如图中实线所示,在 时刻的波形如图中虚线所示,由此可以判断此波传播的距离可能为
A.1m B.9m C.7m D.10m
3.如图,沿波的传播方向上有间距均为1m的六个质点a、b、c、d、e、f,均静止在各自的平衡位置。一列横波以1m/s的速度水平向右传播,t=0时刻到达质点a,质点a开始由平衡位置向上运动,t=1s,质点a第一次到达最高点,则在 这段时间内
A.质点c的加速度逐渐增大 B.质点a的速度逐渐增大
C.质点d向下运动 D.质点f保持静止
4.如图所示,绳中有一列正弦横波,沿x轴传播,图中a、b是绳上两点,它们在x轴方向上的距离小于一个波长,当a点振动到最高点时,b点恰好经过平衡位置向上运动,试在a、b之间画出可能的波形。
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