2013年高中物理 第2章 第1节 机械波精品课件 鲁科版选修3-4.ppt
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1、第第2章机械波章机械波第第1节波的形成和描述节波的形成和描述课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练第第1节节课标课标定位定位学学习习目目标标:1.理解机械波的理解机械波的产产生条件和形成生条件和形成过过程程2知道机械波的分知道机械波的分类类3理解波的理解波的图图象的物理意象的物理意义义和特点,会和特点,会简单简单的的应应用用4能用周期、能用周期、频频率和波率和波长长的描述波,并理解它的描述波,并理解它们们之之间间的关系的关系重点重点难难点:点:1.机械波的形成,机械波的特点机械波的形成,机械波的特点2波的波的图图象,波速
2、,描述波的三个物理量之象,波速,描述波的三个物理量之间间的关的关系系课前自主学案课前自主学案一、波的形成与传播一、波的形成与传播定定义义机械振机械振动动在介在介质质中的中的_叫机械波,叫机械波,简简称波称波产产生生条件条件1.产产生振生振动动的的_2.传传播振播振动动的的_产产生生原因原因介介质质中各中各质质点点间间存在相互作用,前一存在相互作用,前一质质点点_后一后一质质点振点振动动,依次向,依次向远处质远处质点点带动传带动传播播传传播播波源波源介介质质带动带动特点特点1.介介质质质质点不迁移:机械波在介点不迁移:机械波在介质质中中传传播播时时,介,介质质质质点只在各自的平衡位置附近振点只在
3、各自的平衡位置附近振动动,并不随波,并不随波_2.三个三个传递传递:机械波:机械波传传播的是播的是_这这种种形式,同形式,同时时也也传递传递能量和信息能量和信息3.各各质质点振点振动动种种类类:介:介质质中各中各质质点均做点均做_(振振动动的周期都和波源的振的周期都和波源的振动动周期周期_)4.起振方向:介起振方向:介质质中各中各质质点起振方向均与点起振方向均与波源开始振波源开始振动动的方向的方向_5.步步调调:离波源:离波源_,质质点振点振动动越滞后越滞后迁移迁移振振动动受迫振受迫振动动相同相同相同相同越越远远思考感悟思考感悟在在平平静静的的湖湖面面上上,漂漂浮浮着着一一片片树树叶叶,如如果
4、果你你往往树树叶叶附附近近扔扔下下一一块块小小石石子子,湖湖面面立立即即兴兴起起水水波波,水水波波一一圈圈一一圈圈往往外外扩扩展展出出去去,于于是是树树叶叶运运动动起起来来请请问问树树叶会随水波往外移叶会随水波往外移动吗动吗?提提示示:不不会会因因为为小小石石子子激激起起的的水水波波是是振振动动的的传传播播,水水并并不不向向外外移移动动,水水的的质质点点只只是是上上下下振振动动,所所以以树树叶不会随水波往外移叶不会随水波往外移动动二、波的分二、波的分类类1机械波分机械波分为为横波和横波和纵纵波两波两类类定定义义标识标识性物理量性物理量横波横波质质点的振点的振动动方向与方向与波的波的传传播方向播
5、方向_的波的波.(1)波峰:凸起的波峰:凸起的_(2)波谷:凹下的波谷:凹下的_纵纵波波质质点的振点的振动动方向与方向与波的波的传传播方向在播方向在_上的波上的波(1)密部:密部:质质点分布点分布_的地方的地方(2)疏部:疏部:质质点分布点分布_的地方的地方垂直垂直最高最高处处最低最低处处同一直同一直线线最密最密最疏最疏2.声波是声波是_,它不,它不仅仅能在空气中能在空气中传传播,也能播,也能在固体、液体中在固体、液体中传传播播三、波的描述三、波的描述1波的波的图图象描述:波的象描述:波的图图象描述的是象描述的是_时时刻刻_质质点的位移如果介点的位移如果介质质中各个中各个质质点做点做简简谐谐运
6、运动动,它所形成的波就叫,它所形成的波就叫_,它的波形,它的波形曲曲线线是是_曲曲线线2波的特征波的特征(1)波波长长:在波:在波动动中,沿着波的中,沿着波的传传播方向,两个播方向,两个_的、相的、相对对平衡位置的位移和平衡位置的位移和_总总是相同的是相同的质质点点间间的距离,叫波的距离,叫波长长,用,用_表示表示纵纵波波某一某一各个各个简谐简谐波波正弦正弦(或余弦或余弦)相相邻邻振振动动方向方向波源波源T全振动全振动fvf3波速波速v、周期、周期T(或或频频率率f)及波及波长长的决定因素的决定因素波速波速v由由_决定,周期决定,周期T(或或频频率率f)由由_决定,决定,则则波波长长由由_和和
7、_共同决共同决定定介介质质波源波源介介质质波源波源核心要点突破核心要点突破一、简谐运动与简谐波动的比较一、简谐运动与简谐波动的比较1.名称名称比比较项较项目目简谐简谐运运动动简谐简谐波波动动区区别别研究研究对对象象不同不同振振动动是是单单个个质质点以平衡位置点以平衡位置为为中心所做的中心所做的往复运往复运动动波波动动是介是介质质中大量中大量质质点点依次依次发发生振生振动动而形成的而形成的“集体运集体运动动”产产生原因生原因不同不同振振动动是由于是由于质质点所受回复力点所受回复力作用的作用的结结果果波波动动是由于介是由于介质质中相中相邻邻质质点的点的带动带动作用而形成作用而形成的的名称名称比比较
8、项较项目目简谐简谐运运动动简谐简谐波波动动区区别别能量能量变变化情化情况不同况不同振振动过动过程程动动能和能和势势能不断地相互能不断地相互转转化,化,总总机械能机械能守恒守恒振源将机械能振源将机械能传递给传递给它的相它的相邻质邻质点,点,这这个个质质点再将能量点再将能量传递给传递给下下一一质质点,每个点,每个质质点在不断地吸收点在不断地吸收和放出能量,从而把波源的能量和放出能量,从而把波源的能量传传播出去,是一个能量的播出去,是一个能量的传递过传递过程程联联系系(1)振振动动是波是波动动的成因,波的成因,波动动是振是振动动在介在介质质中的中的传传播播(2)波波动动的周期等于的周期等于质质点振点
9、振动动的周期的周期(3)有有振振动动不不一一定定有有波波动动,因因为为波波的的形形成成还还需需要要有有传传播播振振动动的的介介质质但有波但有波动动一定有振一定有振动动(4)波源停振后,介波源停振后,介质质中的波中的波动动并不立即停止,而是并不立即停止,而是继续继续向向远处远处传传播,直到振播,直到振动动能量完全能量完全损损失失.特特别别提醒:提醒:(1)没有振没有振动动,一定没有机械波,一定没有机械波(2)在在处处理理有有关关振振动动和和波波的的问问题题时时,一一定定要要分分清清是是振振动动问问题题还还是是波波动动问问题题,它它们们有有本本质质的的区区别别,不能把两者混不能把两者混为为一一谈谈
10、二、二、对简谐对简谐波波图图象的理解象的理解1简谐简谐波波图图象的象的应应用用(1)求求该时该时刻各刻各质质点的位移和振幅点的位移和振幅(2)求求该该波的波波的波长长(3)若已知若已知该该波的波的传传播方向,可以确定播方向,可以确定该时该时刻各刻各质质点的振点的振动动方向,并可判断此刻各方向,并可判断此刻各质质点的位移、加点的位移、加速度、速度、速度、速度、动动能的能的变变化化趋势趋势;或已知;或已知该时该时刻某刻某质质点的振点的振动动方向,可以确定方向,可以确定该该波的波的传传播方向播方向(4)已知已知该该波的波速波的波速v的大小和方向,可画出的大小和方向,可画出该时该时刻刻前、后一段前、后
11、一段时间时间t的波形的波形图图2简谐简谐波的波的图图象与象与简谐简谐运运动图动图象的比象的比较较名称名称比比较项较项目目简谐简谐运运动动的的图图象象简谐简谐波的波的图图象象不同点不同点研究的研究的内容内容一个一个质质点的位点的位移随移随时间时间的的变变化化规规律律某某时时刻参与波刻参与波动动的所有的所有质质点点的空的空间间分布分布规规律律图图象象名称名称比比较项较项目目简谐简谐运运动动的的图图象象简谐简谐波的波的图图象象不同点不同点横坐横坐标轴标轴时间时间各各质质点平衡位置的点平衡位置的坐坐标标纵纵坐坐标轴标轴不同不同时时刻某一刻某一质质点的位移点的位移某一某一时时刻各刻各质质点相点相对对于平
12、衡位置的位于平衡位置的位移移图图象象变变化化图图象随象随时间时间延延伸,原有部分伸,原有部分图图形不形不变变整个波形沿波的整个波形沿波的传传播方向平移,不同播方向平移,不同时时刻波形可能不同刻波形可能不同一个完整一个完整图图象所占象所占横坐横坐标标的的距离距离表示一个周期表示一个周期T表示一个波表示一个波长长名称名称比比较项较项目目简谐简谐运运动动的的图图象象简谐简谐波的波的图图象象不不同同点点物理意物理意义义一个一个质质点相点相对对于于平衡位置的位移平衡位置的位移x随随时间时间t的的变变化关化关系系x轴轴上所有上所有质质点在点在某一某一时时刻相刻相对对于于平衡位置振平衡位置振动动的的位移位移
13、运运动动情况情况质质点做点做简谐简谐运运动动,属非匀属非匀变变速运速运动动波在同一均匀介波在同一均匀介质质中是匀速中是匀速传传播播的,介的,介质质的的质质点点做做简谐简谐运运动动比比喻喻单单人舞的人舞的录录像像抓拍的集体舞照抓拍的集体舞照片片相同相同点点图图象形状象形状正正(余余)弦曲弦曲线线正正(余余)弦曲弦曲线线纵纵坐坐标标最大最大值值振幅振幅振幅振幅即即时应时应用用(即即时时突破,小突破,小试试牛刀牛刀)1一一列列简简谐谐横横波波,沿沿x轴轴正正向向传传播播,位位于于原原点点的的质质点点的的振振动动图图象象如如图图211甲甲所所示示,图图乙乙为为该该波波在在某一某一时时刻的波形刻的波形图
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