3.2 机械波的描述（教学课件）物理沪科版选择性必修第一册

沪科版（2020）选择性必修 第一册 第三章 机械波 第2节 机械波的描述 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 波形图的物理意义及其与振动图像的区别。 2. 波长、周期、频率、波速之间的数量关系的建立与应用。 1. 利用波形图判断质点振动方向与波传播方向的“四法”迁移使用。 2. 从波形图准确提取“相位总是相同的相邻质点”来确定波长。 波的图像 01 教学内容 波长、频率与波速 02 课堂导入——观察与思考 在平静的湖面上，轻轻投下一颗石子，水面会泛起一圈圈波纹，向外扩散。这些波纹的形状清晰可见，每一个起伏都对应着水面上不同位置的水分子在上下振动。类似的现象也出现在抖动绳子时，绳上会出现高低起伏的波形。这些波形记录了某一瞬间绳上各点的位置变化，反映了波动传播的状态。 思考与讨论： 课堂导入——观察与思考 探究归纳： 1．波的图像用横坐标x表示质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻质点的位移。 2．位移向上时y取正值，向下时y取负值。 3．各质点位移在坐标系中的点集构成波的图像，又称波形图。 4．若波的图像为正弦曲线，则该波称为正弦波，也叫简谐波。 5．简谐波传播时，介质中的质点做简谐运动。 6．波形图表示“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图像表示“某一质点”在“各个时刻”的位移。 01 PART 01 第一部分 波的图像 探究新知 探究新知——波的图像 1．波的图像的画法 (1)建立坐标系，描点：用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的__________，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的______。得到一系列坐标为(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，……的点。 (2)连线：用一条______的曲线把各点连接起来就是这一时刻____的图像，有时也称__________。 2．正弦波（简谐波） (1)如果波的图像是__________，这样的波叫作正弦波，也叫__________。 (2)简谐波中各质点的振动是__________。 平衡位置 位移 平滑 波 波形图 正弦曲线 简谐波 简谐运动 探究新知——波的图像 3．波形图与振动图像 (1)波形图表示介质中的“各个质点”在某一时刻的位移。 (2)振动图像表示介质中“某一质点”在各个时刻的位移。 4．对波的图像的理解 (1)波的图像是某一时刻介质中各个质点运动情况的“定格”。可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。 (2)简谐波的图像是正（余）弦曲线，介质中的质点做简谐运动。 5．由波的图像获得的三点信息 (1)可以直接看出在该时刻沿传播方向上各个质点偏离平衡位置的位移。 (2)可以直接看出在波的传播过程中各质点的振幅A及波长。 (3)若已知该波的传播方向，可以确定各质点的振动方向；或已知某质点的振动方向，可以确定该波的传播方向。 探究新知——波的图像 规律点拨：波的传播方向与质点振动方向的互判方法 “上下坡”法 “同侧”法 “微平移”法 方法解读 沿波的传播方向，“上坡”时质点向下振动，“下坡”时质点向上振动 波形图上某点表示传播方向和振动方向的箭头在图线同侧 将波形沿传播方向进行微小的平移，再由对应同一x坐标的两波形曲线上的点来判断振动方向 图像演示 探究新知——典例分析 D 　 探究新知——典例分析 探究新知——典例分析 AD 　 探究新知——典例分析 归纳总结——振动图像与波的图像 图像 坐标 坐标 研究对象 物理意义 图像 横坐标 纵坐标 研究对象 物理意义 振动图像   时间 某一质点在不同时刻的振动位移 一个质点 一个质点在不同时刻的振动位移 波的图像   各质点的平衡位置 各质点在同一时刻的振动位移 沿波传播方向上的各质点 介质中各质点在同一时刻的振动位移 探究新知——典例分析 B 　 探究新知——典例分析 02 PART 02 第二部分 波长、频率与波速 探究新知 探究新知——波长、频率与波速 1．波长λ (1)定义：在波的传播方向上，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离。 (2)特征 ①在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长。 ②在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长。 (3)波长的三种确定方法 ①定义法：在波动中，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离等于一个波长。 注意：两个关键词“振动相位总是相同”、“两个相邻质点”。“振动相位总是相同”的两质点，在波的图像上振动位移总是相同，振动速度总是相同。 ②图像法： a．在波的图像上，无论从什么位置开始，一个完整的正（余）弦曲线对应的水平距离为一个波长。 b．在波的图像上，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离为一个波长。 ③公式法：根据公式λ=vT 来确定。 探究新知——波长、频率与波速 2．周期T、频率f (1)周期（频率）：在波动中，各个质点的振动周期（频率）叫作波的周期（或频率）。 (2)周期T和频率f的关系：f=1/T (3)波长与周期的关系：经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长。 3．波速 (1)定义：机械波在介质中的传播速度。 (2)决定因素：由介质本身的性质决定，在不同的介质中，波速是不同（选填“相同”或“不同”）的。 (3)波长、周期、频率和波速的关系v＝λf＝λ/T。 4．波长、频率和波速的关系 (1)在一个周期内，振动在介质中传播的距离等于一个波长。波速与波长、周期、频率的关系为关系v＝λf＝λ/T。 (2)波的周期和频率由波源决定，与v、λ无关，当波从一种介质进入另一种介质时，周期和频率不发生改变。 (3)波速由介质本身的性质决定，在同一种均匀介质中波速不变。 探究新知——典例分析 B 　 探究新知——典例分析 探究新知——典例分析 BC 　 探究新知——典例分析 课堂小结 课堂练习 D 　 课堂练习 课堂练习 BC 　 课堂练习 课堂练习 C 　 课堂练习 课堂练习 AB 　 课堂练习 课堂练习 课堂练习 布置作业 1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”； 2.完成分层作业。 谢谢聆听 鼎力物理制作，盗版必究 谢谢聆听