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波的圖象
教學目標
1、明確波圖象的物理意義．
2、能夠從波的圖象中求解：
①波長和振幅；
②已知波的傳播方向求各個質(zhì)點的振動方向，或已知某一質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向；
③會畫出經(jīng)過一段時間后的波形圖；
④質(zhì)點通過的路程和位移．
3、明確振動圖象與波動圖形的區(qū)別．
4、通過學習使學生能用圖象描述波的特點．
教學建議
本節(jié)難點是理解橫波圖象的物理意義，要求會“識讀”橫波圖象，能夠弄清橫波圖象和振動圖象的區(qū)別．掌握波有三個基本要素，即某一時刻的波形圖、質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向；波還有兩個特性，即雙向性(在不注明波的傳播方向的情況下，波的傳播方向有兩種可能)和重復性(經(jīng)過周期的整數(shù)倍時間后，波形圖是完全一樣的)．研究波的“三要素”之間的關(guān)系時，注意波的“兩個特性”，這是我們解決波的問題的關(guān)鍵．
由波的圖象可以求什么?
(1)從圖象上可以直接讀出振幅(注意單位)．
(2)從圖象上可直接讀出波長(注意單位)．
(3)可求任一質(zhì)點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)．
(4)在波傳播方向已知(或已知波源方位)時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向．
(5)可確定各質(zhì)點振動的加速度方向．
教學設(shè)計示例
教學目標：
1、明確波的圖象的物理意義。
2、從波的圖象中會求：①波長和振幅；②已知波的傳播方向求各個質(zhì)點的振動方向，或已知某一質(zhì)點的振動方向確定波的傳播方向；③會畫出經(jīng)過一段時間后的波形圖；④質(zhì)點通過的路程和位移。
3、明確振動圖象與波動圖形的區(qū)別。
4、通過學習使學生能用圖象描述波的特點。
教學重點：波的圖象的物理意義
教學難點：波的圖象的應用
教學過程
(一)引入新課：
機械波是機械振動在介質(zhì)里的傳播過程（如繩波），從波源開始，隨著波的傳播，介質(zhì)中的大量質(zhì)點先后開始振動起來，雖然這些質(zhì)點只在平衡位置附近做重復波源的振動。但由于它們振動步調(diào)不一致，所以，在某一時刻介質(zhì)中各質(zhì)點對平衡位置的位移各不相同。（如右圖：是繩波在某一時刻的形狀，即波的圖象）為了從總體上形象地描繪出波的運動情況，物理學中采用了波的圖象。
同學們可以思考，波的圖象是什么？
學生舉例：足球賽場上的“世界波”，也可請同學集體表演“世界波”
教師舉例：水波，演示水波的實驗，讓學生理解波的圖象是某一時刻的“照片”。
教師提問：那么怎樣畫圖象呢？
(二)新授課：
1、波的圖象：
在直角坐標系中：
橫坐標——表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置與參考點的距離。
縱坐標——表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移。
請學生把繩波的圖象表示出來。
在某一時刻連接各位移矢量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象，橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似，波的圖象又叫波形圖。簡諧波的圖象是一條正弦或余弦曲線。
2、波的圖象的物理意義：
波的圖象表示介質(zhì)中各質(zhì)點在某一時刻(同一時刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時刻質(zhì)點振動的位移不同，波形也隨之改變，不同時刻的波形曲線是不同的。圖2表示經(jīng)過叢時間后的波的形狀和各質(zhì)點的位移。
從某種意義上講，波的圖象可以看作是“位移對空間的展開圖”，即波的圖象具有空間的周期性；同時每經(jīng)過一個周期波就向前傳播一個波長的距離，雖然不同時刻波的形狀不同，但每隔一個周期又恢復原來的形狀，所以波在時間上也具有周期性。
3、從波的圖象上可獲取的物理信息
例1、如圖3所示為一列簡諧波在某一時刻的波的圖象。
求：(1)該波的振幅和波長。
(2)已知波向右傳播，說明A、B、C、D質(zhì)點的振動方向。
(3)畫出經(jīng)過T／4后的波的圖象。
解：(1)振幅是質(zhì)點偏離平衡位置的最大位移，波長是兩個相鄰的峰峰或谷谷之間的距離，所以振幅A＝5cm，波長＝20m。
(2)根據(jù)波的傳播方向和波的形成過程，可以知道質(zhì)點B開始的時間比它左邊的質(zhì)點A要滯后一些，質(zhì)點A已到達正向最大位移處，所以質(zhì)點月此時刻的運動方向是向上的，同理可判斷出C、D質(zhì)點的運動方向是向下的。
(3)由于波是向右傳播的，由此時刻經(jīng)T／4后波的圖象，即為此時刻的波形沿波的傳播方向推進T／4的波的圖象，如圖4所示。
請學生討論：1.若已知波速為20m／s，從圖示時刻開始計時，說出經(jīng)過5s，C點的位移和通過的路程。
2、若波是向左傳播的，以上問題的答案應如何?
3、從波的圖象可以知道什么?
總結(jié)：從波的圖象上可獲取的物理信息是：
(1)波長和振幅。
(2)已知波的傳播方向可求各個質(zhì)點的振動方向。(若已知某一質(zhì)點的振動方向也可確定波的傳播方向�？梢蕴岢鰡栴}，啟發(fā)學生思考。)
(3)經(jīng)過一段時間后的波形圖。
(4)質(zhì)點在一段時間內(nèi)通過的路程和位移。
例題2、一列簡諧橫波，在t=0時波形如圖7—8所示，P、Q兩點的坐標分別為-1m、-7m，波的傳播方向由右向左，已知t=0.7s時，P點第二次出現(xiàn)波峰，則：①此波的周期是多少？②此波的波長是多少？③當t=1.2s時P點的位移？④從t=0到t=1.2s質(zhì)點P的路程是多少？
思路分析：由t=0時刻的波形圖
由右向左傳播可知：以后每個質(zhì)點開始振動時應向上振動，而波傳播到P點需半個周期，當t=0.7s時，P點第二次出現(xiàn)波峰，可見P點在0.7s內(nèi)完成了 次全振動，則可求得波的周期。質(zhì)點在一個周期內(nèi)的路程是4A。
解：①由分析可知： T=0.7 T=0.4s。
②由波的圖象可知：λ=4cm
③由分析可得：x=0
④由分析可得：s=1.5×4A=1.5×4×2=12cm
布置作業(yè) ：練習一的1、2、3。
波的圖象
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