约4170字。
波动规律
教学目标
1.通过观察横波的形成和传播重现波的物理图景,理解波长、周期、波速概念,理解波动规律,理解波的图像.掌握波的传播跟波上质点的振动的关系.
2.熟练应用波的图像分析波动问题和波上质点的振动问题,培养学生分析问题的能力.
教学重点、难点分析
1.重点:掌握波的传播方向跟波上质点振动方向的关系.掌握波的传播距离、质点的振动、波的图像随时间变化的关系.
2.难点:通过波的图像分析波动问题和波上质点的振动问题.
教学过程设计
教师活动
一、引入
前面我们研究和复习了匀速运动、匀变速直线运动、平抛物体的运动、匀速圆周运动、简谐运动.在本单元中我们研究和复习机械波.
提问(1):什么是机械波?它与前面研究的运动在研究对象上有什么不同?
学生活动
引导学生回忆并解答提问(1):机械波定义(见教材).
研究对象的不同:前面研究的运动是一个物体(通常可视为质点)的运动.而机械波是有相互作用的质点对振动的传播,波的运动是传播振动的质点共同运动的表现.
提问(2):波的运动是传播振动的质点共同运动的表现,而传播振动的质点是大量的.因此对波动规律的表示是比较复杂的.我们在学习机械波时用什么方法表示波的运动规律呢?怎样表示呢?
回答提问(2):用波的图像表示波的运动规律.如果能作出任意时刻波的图像,就知道了波的运动规律.
二、教学过程
1.演示横波形成过程和传播.引导学生再观察波的运动特征,观后引导学生回答.
观后回答:在波的传播过程中同时有两个运动.一个是每个质点都在各自的平衡位置附近做简谐运动,另一个是质点对振动的传播,后一个运动在横波中表现为波峰、波谷沿传播方向的运动,但质点并不随波迁移.
在波动过程中,质点的运动和波形具有周期性重复特点.
2.复习波长、周期、波速概念
再演示横波形成过程,引导学生观察,观察后引导学生回答波长、周期、波速的定义及对它们的理解.
观察(1):振动从质点1传到质点13时,质点1恰好完成一次全振动,波继续传播,观察质点1和13、2和14、3和15、…的运动情况.
观察(2):在振动的传播过程中,质点每完成一次全振动,波传播的距离等于一个波长.
观察后回答:
(1)在波动过程中,波上的质点1和13,2和14、3和15、…在振动中的任意时刻,对平衡位置的位移总是相等的.
引导学生进一步回答:波继续传播到后面的质点,则质点1和13、25、37、…,质点2和14、26、38、…在振动中的任意时刻对平衡位置的位移总是相等的.为了描述这种性质引入了波长.
回答波长定义、符号和单位(见教材).
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