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§10.2波的图象 教案

作者:BX 来源: 来源:小物在线 点击: 692 次 评论: 0

 1、明确波的图象的物理意义;  2、从波的图象中会求:  ①波长和波幅;  ②已知波的传播方向求各个质点的振动方向,或已知某质点的振动方向确定波的传播方向;   ③会画出经过一段时间后的波形图;  ④质点通过的路程和位移。  3、明确振动图象与波动图象的区别;  4、掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。  本节重点:明确波的图象的物理意义。  本节难点:对波的时间与空间的周期性的理解和应用。  内容分析:  总体把握:机械波是机械振动在介质里的传播过程,从波源开始,随着波的出拨,介质中的大量
 质点先后开始振动起来,虽然这些质点只在平衡位置附近做重复波源的振动。但由于它们振动步
 调不一致,所以,在某一时刻介质中各质点对平衡位置的位移各不相同。为了从总体上形象地
 描绘出波的运动情况,物理学中采用了波的图象。  1、波的图象  在平面直角坐标系中:          横坐标——表示在波的传播方向上各质点的平衡位置与参考点的距离。
         纵坐标——表司某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。
        连接各位移矢量的末端所得到的曲线就形成了波的图象,如图1中甲表示某一时刻绳上的一列
 横波,乙是它的图象          
  横波的图象与纵波的图象形状相似,波的图象又叫波形图或波形曲线.如果波形曲线是正弦曲线
 ,它表示的波叫简谐波。简谐波是一种最基本、最简单的波,其他的波可以看成是由若干简谐波
 合成的。 (1)波长(λ):在波动中,对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离叫波长。
(2)振幅(A):质点离开平衡位置的最大距离。  2、波的图象的物理意义:      波的图象表示介质中各质点在某一时刻(同一时刻)偏离平衡位置的位移的空间分布情况。在不
 同时刻质点振动的位移不同,波形也随之改变,所以,不同时刻的波形图也是不同的。
   图2表示经过△t时间后的波形和各质点的位移。      从某种意义上讲,波的图象可以看作是“位移对空间上的展开图”,即波的图象具有空间的周期性;
 同时每经过一个周期波就向前传播一个波长的距离,虽然不同时刻波的形状不同,但经过一个周期
 后波又恢复到原来的形状,所以波在时间上也有周期性。  3、从波的图象上可获得的物理信息:  例:如图三所示为一列简谐波在某一时刻的波的图象,
    求:(1)该波的波长和振幅;
        (2)已知该波向右传播,说明A、B、C、D质点的振动方向;
                         
         (3)画出经过T/4后波的图象。
 解:(1)振幅是质点偏离平衡位置的最大距离,而波长则是相邻的波峰或波谷之间的距离,所以,
          波长λ=20m,振幅A=5cm ;
     (2)根据波的传播方向和波的形成过程,质点B开始的时间比它左边的质点A要滞后一些,此时
          质点A已到达正向最大位移处,所以质点B此时的运动方向是向上的同理可判断出质点C、D
          的运动方向是向下的。
     (3)由于波是向右传播的,由此时刻经T/4后波的图象,即为此时刻的波形要波的传播方向推进
          λ/4的波的图象如图4所示。  讨论:
      1、若已知波速为20m/s,从图示时刻开始计时,经5s,则,C点的位移和通过的路程各是多少?
      2、若波是向左传播的,以上问题的答案如何?
      3、从波的图象可以知道什么?  总结:从波的图象我们可以获取以下物理信息:
      1、波长和振幅;
      2、已知波的传播方向可求各个质点的振动方向;
       (若已知质点的振动方向可否求得波的传播方向,怎么求?请同学们自己思考一下)
      3、经过一段时间之后的波形图;
      4、质点在在一段时间内通过的路程和任意时刻的位移。  例题:一列简谐波在χ轴上传播,图5所示的实线和虚线分别为t1和t2两个时刻的波的图象,
       已知,波速为16m/s。求:(1)如果波是向右传播的,时间间隔(t2-t1)是多少?
                              (2)如果波是向左传播的,时间间隔(t2-t1)是多少?
                                    
 解:(1)从波形图上看t2时刻的虚线波形在t1时刻的实线波形的右侧λ/4波长处,再考虑到,
          波的传播的周期性,可知(t2-t1)=(n+1/4)T;
     (2)同理,从波形图上看t2时刻的虚线波形在t1时刻的实线波形的左侧3λ/4波长处,
          再考虑到,波的传播的周期性,可知(t2-t1)=(n+3/4)T。
 

update 更新:2005-10-24 19:35:27 编辑:admin

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