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精選高中物理波的圖象教案
波的圖象
一、教學目標
1．知道波的圖象，知道橫、縱坐標各表示什么物理量，知道什么是簡諧波。
2．知道什么是波的圖象，能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點振動的振幅。
3．根據(jù)某一時刻的波的圖象和波的傳播方向，能畫出下一時刻和前一時刻的波的圖象，并能指出圖象中各個質(zhì)點在該時刻的振動方向。
4．了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡諧波與簡諧運動兩者的圖象。
二、教學重點、難點：波的圖象的物理意義。
三、教學方法：實驗演示和多媒體輔助教學
四、教 具：波動演示儀，計算機、投影儀、大屏幕、自制CAI課件
五、教學過程：
（一）引入新課
通過上節(jié)課的學習，我們知道了什么是機械波，同時認識了波的形成和傳播過程。
我們還清楚，圖象是描述物理過程、物理現(xiàn)象和反映物理規(guī)律的一種簡單、直觀的方法，如物體的運動圖象、簡諧運動的圖象等。同樣，波的運動情況及傳播過程也可以用圖象直觀的表示出來。這就是波的圖象。
【板書】第二節(jié) 波的圖象
（二）進行新課
【演示】由波動演示儀給出波動過程中振動質(zhì)點在一些時刻所在的位置，然后定格在某一時刻。
用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，并規(guī)定在縱坐標中位移的方向向上時為正值，位移的方向向下時為負值。把各個質(zhì)點在某一時刻的位置連成一條曲線，就得到某一時刻的波的圖象。
【板書】一、什么是波的圖象
振動質(zhì)點在某一時刻的位置連成的一條曲線，叫波的圖象。
波的圖象也可以理解為：在x-y坐標平面內(nèi)，連接某一時刻各個質(zhì)點位移矢量末端得到的一條曲線。在波的圖象中最高處叫波峰，最低處叫波谷。處在波峰和波谷的質(zhì)點位移的數(shù)值，就是振動質(zhì)點的振幅，也叫波動的振幅。
在波的圖象中，波形曲線是正弦曲線（或余弦曲線），它所表示的波叫簡諧波。簡諧波是一種最簡單、最基本的波，其他的波可以看成是由若干簡諧波合成的。在中學物理中，我們不再研究簡諧波的合成情況。
根據(jù)波的傳播情況，我們知道，先振動的質(zhì)點帶動相鄰的質(zhì)點依次振動，于是在質(zhì)點中就形成了機械波。因此我們不難理解，質(zhì)點振動方向和波的傳播方向應(yīng)有一定關(guān)系。這就是質(zhì)點振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問題。
【課件演示】①波的形成，②描繪波的圖象
【板書】二、振動方向和波的傳播方向的關(guān)系
【例題1】一列橫波在某一時刻的波形圖如圖10-1所示。若此時刻質(zhì)點a的振動方向向下，則波向什么方向傳播？
分析：取和a相鄰的兩個點b、c。若a點此時刻向下振動，則b點應(yīng)是帶動a點振動的，c點應(yīng)是在a點帶動下振動的。所以b點先振動，其次是a、c兩點。因此，波是向左傳播的。
【例題2】如圖10-1所示，若波向右傳播，此時刻d點向什么方向運動？
分析：取和d點相鄰的一個點e，由于波向右傳播，所以d點應(yīng)該比e點先振動起來，e點是在d點帶動下振動起來的，所以d點此時刻應(yīng)該向下振動。
根據(jù)波的傳播過程我們知道，波是以一定的速率v（波速）在介質(zhì)中傳播的，在單位時間內(nèi)某一波烽或波谷（密部或疏部）向前移動的距離等于波速，既然波是向前移動的，所以波的圖線形狀是在變化的。從另一個角度我們也可以看到，在波動過程中，質(zhì)點都在不停的振動，在不同的時刻，各個質(zhì)點的位置是不同的，因此，波的圖象形狀也是在變化的，我們要掌握波的圖象變化的情況。
【板書】三、波的圖象變化情況
確定波的圖象變化的情況有兩種方法：一是描點作圖法，二是圖象平移作圖法。（這一節(jié)課我們重點學習前一種方法）
【板書】1、描點作圖法
【例題3】某一簡諧波在t=0時刻的波形圖如圖10-2中的實線所示。若波向右傳播，畫出T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。
分析：根據(jù)t=o時刻波的圖象及傳播方向，可知此時刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點在該時刻的振動方向，由各個質(zhì)點的振動方向可確定出經(jīng)T/4后各個質(zhì)點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)T/4后時刻的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。
同樣道理，由各個質(zhì)點的振動方向可確定出經(jīng)T/4前各個質(zhì)點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)T/4前時刻的波的圖象。如圖10-3中虛線所示。
若波向左傳播，同樣道理可以畫出從t=o時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。
下面請同學們在練習本上畫出波向左傳播，從t=0時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。（可以請兩個學生到黑板上練習，及時發(fā)現(xiàn)問題，進行針對性講評）
【板書】2、圖象平移作圖法
�。ㄟ@種作圖法我們下一節(jié)課再學習）
從波的圖象中的波形曲線我們看到，波的圖象和振動圖象從圖線形狀看，可以完全相同，但兩種圖象有著本質(zhì)的區(qū)別。
【板書】四、波的圖象與振動圖象的區(qū)別
【課件演示】波的圖象與振動圖象的區(qū)別。
【板書】1、兩種圖象橫、縱坐標的意義不同。
波的圖象橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置，振動圖象橫坐標t表示該質(zhì)點振動的時間。
【板書】2、兩種圖象描述的對象不同
波的圖象描述的是某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻偏離平衡位置的位移。
【板書】3、兩種圖象相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離含義不同。
波的圖象中相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離表示波在一個周期內(nèi)傳播的距離，振動圖象中相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離表示振動的周期。
（三）鞏固練習
1、一列橫波在某一時刻的波形如圖10-4所示，若質(zhì)點O此時向上運動，則波的傳播方向 ；若波向左傳播，則此時振動方向向下的質(zhì)點有
2、如圖10-5所示是一列橫波在t=o時刻的波形圖。若波向左傳播，用“描點法”作出3T/4前時刻的波形圖。
（四）作業(yè)：把練習一（課本第49—50頁）第（1）—（3）題做在作業(yè)本。
教法建議：
1、本節(jié)課的各個波形圖，可做成教學課件進行演示，也可以制成幻燈片由投影儀進行演示。
2、講完教材第三節(jié)《波長、頻率和波速》后，可以增加一節(jié)《波的圖象應(yīng)用》教學內(nèi)容，以便學生對波的圖象有更深刻的認識和理解。
3、本課教學難度較大，在加強演示實驗的同時，應(yīng)鼓勵學生多參與教學活動，以便對本節(jié)課內(nèi)容能加深理解。
4、波的圖象與振動圖象的區(qū)別是本節(jié)課的難點，不要作為重點內(nèi)容講解，通過本節(jié)課教學，使學生能加以區(qū)別和簡單理解就可以了。關(guān)于兩種圖象之間的聯(lián)系及應(yīng)用可以在以后的教學中再進行講解和練習。
5、振動和波動的關(guān)系及波的圖象變化，是本節(jié)課的重點，也是難點。本節(jié)課不要講得太深，練習也不要過難，可以通過后面《波的圖象應(yīng)用》的教學，逐步加深學生的理解和不斷提高學生處理有關(guān)波的圖象實際問題的能力。
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