3.3 机械波的传播现象 课件-2026-2027学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

该高中物理课件聚焦机械波的衍射、反射、折射及干涉，通过回声定位、水波槽实验等真实情境导入，引导学生观察波传播路径改变，以问题链衔接前后知识，搭建从现象到规律的学习支架。 其亮点在于以情境驱动科学探究，如通过缝宽与波长变化实验分析衍射条件，结合“闻其声不见其人”现象培养科学思维，含视频资源辅助直观理解。总结结构化强，助力学生构建物理观念，既提升学生探究与推理能力，也为教师提供丰富教学活动设计。

第三章 机械波 3.3 机械波的传播现象 真实情境：波遇到边界或障碍后会怎样传播？ 回声定位 水波槽实验 桥洞后的水波 观察任务：这些现象中，波的传播路径发生了怎样的改变？ 核心问题：波遇到分界面、进入另一介质或绕过障碍物时，分别遵循什么规律？ 一、机械波的衍射 情境：水波遇到水中的石块或挡板。 观察任务：障碍物背后是否完全没有水波？ 问题：如果波能绕过障碍物继续传播，这种现象说明了什么？ 水波可以绕到障碍物后方继续传播，说明波不只沿几何直线传播，还会发生衍射。 视频 1. 波的衍射：绕过障碍物继续传播 定义：波绕过障碍物或通过孔、缝后继续传播的现象叫波的衍射。 问题1：衍射是不是只有水波才有？ 问题2：衍射现象是不是只有满足明显条件时才发生？ 视频 衍射是一切波都能发生的现象；条件主要决定衍射是否明显，不决定衍射是否存在。 2. 缝宽改变时，衍射明显程度怎样变？ 缝较宽 缝与波长接近 缝较窄 波长一定时，缝、孔或障碍物尺寸越接近波长或小于波长，通常越容易观察到明显衍射。 视频 视频 视频 3. 波长改变时，衍射明显程度怎样变？ 活动：保持孔或缝的尺寸不变，比较不同波长的水波通过后的传播情况。 问题1：波长变长时，绕到障碍物后方的范围怎样变化？ 问题2：若要让声波更容易“绕过”障碍物，应增大还是减小波长？ 波长越长，越容易发生明显衍射；声波波长较大，所以比光波更容易绕过生活中的障碍物。 4. 为什么“闻其声而不见其人”？ 情境：人站在墙后，说话声能传到墙另一侧，但人不能被看见。 问题1：声音和光都能发生衍射，为什么表现差别很大？ 问题2：这说明明显衍射与什么量有关？ 声波波长较大，容易发生明显衍射；可见光波长很短，遇到人和墙时衍射不明显。 5. 衍射条件：不是“发生条件”，而是“明显条件” 辨析1：只有孔很小时，波才会发生衍射。 辨析2：孔越小，衍射现象一定越容易观察。 辨析3：只有横波能衍射，纵波不能衍射。 三种说法都不准确。 一切波都能发生衍射；孔、缝或障碍物尺寸与波长相差不多或更小时， 通常更容易观察到明显衍射；横波、纵波都能发生衍射。 归纳：判断是否明显，关键看“尺寸”和“波长”的相对大小。 二、机械波的反射和折射 情境：对着峭壁喊一声，过一会儿能听到回声；水波遇到挡板后会改变传播方向。 波遇到障碍物或分界面后可以返回原介质继续传播，这就是波的反射。 思考1：波遇到障碍物后是否一定停止传播？ 思考2：反射后的波仍在哪种介质中传播？ 1. 用波线和法线描述反射 观察：图中 1、2、3 分别表示入射波、反射波和折射波的波线。 入射线、法线、反射线在同一平面内，入射线和反射线分居法线两侧；反射角等于入射角。 问题1：入射波线、反射波线与法线的位置关系怎样？ 问题2：入射角 i与反射角 i′有什么关系？ 2. 反射时哪些物理量不变？ 思考：反射波和入射波仍在同一种介质中传播，波源是否改变？ 判断：频率 f、波速 v、波长 λ 分别会怎样变化？ 答案：频率由波源决定，不变；介质相同，波速不变；由 可知，波长也不变。 归纳：反射改变传播方向，不改变同一介质中的 f、v、λ。 3. 反射的应用：回声测距 情境：声呐向目标发出声波，接收反射回来的回声。 问题：若发出声波到接收回声共用时 Δt，声速为 v，目标距离是多少？ 声波往返传播，目标距离 。 提示：计算时要分清“往返路程”和“单程距离”。 2. 机械波的折射：进入另一种介质时会怎样？ 情境：水波从一种深浅区域斜着进入另一种深浅区域。 观察任务：波面方向是否改变？波线方向是否改变？ 问题：为什么进入另一种介质后，波的传播方向会偏折？ 答案：不同介质中波速不同，波面各处到达分界面的先后不同，传播方向发生偏折。 视频 1. 波的折射：传播方向发生偏折 定义：波从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生偏折的现象叫波的折射。 问题1：折射波线和入射波线是否在法线两侧？ 问题2：折射角 r 与入射角 i 一定相等吗？ 入射线、法线、折射线在同一平面内，入射线和折射线分居法线两侧；折射角一般不等于入射角。 2. 折射方向与波速有什么关系？ 1 先判断入射介质和折射介质中的波速大小。 2 若折射后波速变小，折射线向法线偏折。 3 若折射后波速变大，折射线偏离法线。 频率不变时，波速变小则波长变短，波线向法线偏；波速变大则波长变长，波线离法线偏。 3. 反射与折射中 f、v、λ 的变化 思考：频率由波源决定，波速由介质决定。结合 ，完成下面判断。 反射波 同一介质 f 不变，v 不变，λ 不变 折射波 不同介质 f 不变，v 改变，λ 改变 判断依据 波源决定 f 介质决定 v 反射主要改变方向；折射既改变方向，也通常改变波速和波长。 例题：声波进入另一介质后的频率和波速 一列声波在空气中的波长为 0.25 m，空气中的声速为 340 m/s。 当该声波传入某种介质中时，波长变为 0.80 m。 求：（1）声波在该介质中的频率； （2）声波在该介质中的传播速度。 （1） （2）频率由波源决定，进入介质后 f 不变。 三、机械波的干涉 情境：雨滴落入水面，几列水波相遇后形成明暗相间、强弱相间的图样。 问题：两列机械波相遇时，会像两个小球碰撞一样改变原来的运动状态吗？ 波相遇后仍能各自继续传播； 相遇区域内质点的位移由几列波共同决定。 两列波相遇 三、机械波的干涉 1. 两列波相遇后怎样传播？ 观察：相遇前、相遇时、相遇后，波形和传播方向怎样变化？ 相遇后，两列波彼此穿过，仍保持原来的波形和传播状态继续传播。 归纳：波具有独立传播性。 注意：当两列波相遇时，保持独立性，频率、周期、波速、波长均不发生任何变化。 三、机械波的干涉 2. 相遇区域中质点位移如何确定？ 问题：若两列波同时使同一质点偏离平衡位置，该质点的实际位移怎样得到？ 质点的位移等于几列波单独传播时引起位移的矢量和。 归纳：波的叠加原理，本质是位移的合成。 三、机械波的干涉 3. 稳定干涉图样有什么特征？ 观察：水面上哪些区域始终振动较强？哪些区域始终振动较弱？ 满足稳定干涉条件时，某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱，形成相对固定的干涉图样。 三、机械波的干涉 4. 形成稳定干涉图样的条件 问题：两列波只要相遇，就一定能形成稳定的强弱相间区域吗？ 不一定。稳定干涉图样需要两列波满足三个条件。 （1）频率相同 （2）振动方向相同 （3）相位差恒定 归纳：干涉是波的叠加的特殊情形，干涉和衍射都是波特有的现象。 1.（单选）如图所示，1、2、3 分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则下列说法正确的是（ ） A. 2 与 1 的波长、频率相等，波速不等 B. 2 与 1 的波速、频率相等，波长不等 C. 3 与 1 的波速、频率、波长均相等 D. 3 与 1 的频率相等，波速、波长均不等 D 2.（多选）关于波的衍射，下列说法正确的是（ ） A. 衍射是一切波都能发生的现象 B. 只有孔的尺寸与波长相差不多或更小时，衍射才可能明显 C. 孔的尺寸远大于波长时，衍射现象一定完全不存在 D. 声波比可见光更容易绕过生活中的障碍物，是因为声波波长较大 ABD 3.（单选）如图，O 为水面上的波源，挡板 A 的尺寸比波长大得多，小孔 B 与波长长度差不多。经过一段时间后，水面上的波形主要分布于（ ） A. 整个区域 B. 阴影 I 以外区域 C. 阴影 II 以外区域 D. 阴影 III 以外区域 B 4.（多选）关于机械波的干涉，下列说法正确的是（ ） A. 两列波相遇后会彼此穿过，继续保持各自原来的传播状态 B. 两列波只要相遇，就一定形成稳定的干涉图样 C. 稳定干涉图样中，振动加强区和振动减弱区的位置相对固定 D. 形成稳定干涉图样通常要求两列波频率相同、振动方向相同、相位差恒定 ACD 一、机械波的衍射 波绕过障碍物或通过孔、缝后继续传播。 孔、缝或障碍物尺寸与波长相近或更小时，衍射更明显。 二、机械波的反射和折射 反射：返回原介质继续传播，频率、波速、波长不变。 折射：进入另一介质，频率不变，波速和波长改变。 三、机械波的干涉 两列波叠加，使某些区域振动始终加强，某些区域振动始终减弱。 稳定条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定。 归纳：干涉和衍射都是波特有的现象；判断传播现象时，先看波遇到的是障碍/孔缝、介质界面，还是另一列波。 Lavf58.33.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.9.100 Lavf58.12.100 $