波的图象教学和设计

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1、基本信息课题人教版选修3-4第二节波的图象作者及工作单位 周新农贵溪市实验中学教材分析波的图象》是是新人教版高中物理选修3-4第十二章第二节的教学内容，主要学习波的图像，在简谐波的图象中读出质点振动的振幅，根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。能区别简谐波与简谐运动两者的图象。这节课是对于前面课程深入，同时也是高考中的重点内容，所以同学们要好好的学习，掌握。学情分析学生在前面已经对波的形成和传播有了深入的学习，在学习本节课的时候应该不会有什么知识的储备缺陷。   

2、我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。而且学生在日常生活中会接触到很多的有关波的知识和现象，在初中已经学过诸如声波之类的波的知识，但是那时候的知识过于感性和肤浅，通过高中的学习会把知识落实的更加科学和深刻。教学目标1、知识目标：①知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简谐波。②知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。③根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图象，并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。④了解波的图象的物理意义，能区别简谐波与简谐

3、运动两者的图象。2、能力目标：能够利用波的图象解决实际问题。 教学重点和难点 波的图象的物理意义。 教学过程（一）引入新课通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成和传播过程。我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。【板书】第二节波的图象（二）进行新课【演示】由波动演示仪给出波动过程中振动质点在一些时刻所在的位置，然后定格在某一时刻。用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位

4、置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在纵坐标中位移的方向向上时为正值，位移的方向向下时为负值。把各个质点在某一时刻的位置连成一条曲线，就得到某一时刻的波的图象。【板书】一、什么是波的图象振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象。波的图象也可以理解为：在x-y坐标平面内，连接某一时刻各个质点位移矢量末端得到的一条曲线。在波的图象中最高处叫波峰，最低处叫波谷。处在波峰和波谷的质点位移的数值，就是振动质点的振幅，也叫波动的振幅。在波的图象中，波形曲线是正弦曲线（或余弦曲线），它所表示的波叫简谐波。简谐波是一种最简单

5、、最基本的波，其他的波可以看成是由若干简谐波合成的。在中学物理中，我们不再研究简谐波的合成情况。根据波的传播情况，我们知道，先振动的质点带动相邻的质点依次振动，于是在质点中就形成了机械波。因此我们不难理解，质点振动方向和波的传播方向应有一定关系。这就是质点振动方向和波的传播方向之间的关系问题。【课件演示】①波的形成，②描绘波的图象【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？分析：取和a相邻的两个点b、c。若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a

6、点振动的，c点应是在a点带动下振动的。所以b点先振动，其次是a、c两点。因此，波是向左传播的。【例题2】如图10-1所示，若波向右传播，此时刻d点向什么方向运动？分析：取和d点相邻的一个点e，由于波向右传播，所以d点应该比e点先振动起来，e点是在d点带动下振动起来的，所以d点此时刻应该向下振动。根据波的传播过程我们知道，波是以一定的速率v（波速）在介质中传播的，在单位时间内某一波烽或波谷（密部或疏部）向前移动的距离等于波速，既然波是向前移动的，所以波的图线形状是在变化的。从另一个角度我们也可以看到，在波动过程中，质点都在不停的振动，在不同的

7、时刻，各个质点的位置是不同的，因此，波的图象形状也是在变化的，我们要掌握波的图象变化的情况。【板书】三、波的图象变化情况确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。（这一节课我们重点学习前一种方法）【板书】1、描点作图法【例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。分析：根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑

8、曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。如图10-2中虚线所示。同样道理，由各个质点的振动方向可确定出经T/4前各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便