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精選高中物理波的圖象教案
波的圖象
一、教學目標
1．知道波的圖象，知道橫、縱坐標各表示什么物理量，知道什么是簡諧波。
2．知道什么是波的圖象，能在簡諧波的圖象中讀出質點振動的振幅。
3．根據某一時刻的波的圖象和波的傳播方向，能畫出下一時刻和前一時刻的波的圖象，并能指出圖象中各個質點在該時刻的振動方向。
4．了解波的圖象的物理意義，能區別簡諧波與簡諧運動兩者的圖象。
二、教學重點、難點：波的圖象的物理意義。
三、教學方法：實驗演示和多媒體輔助教學
四、教 具：波動演示儀，計算機、投影儀、大屏幕、自制CAI課件
五、教學過程：
（一）引入新課
通過上節課的學習，我們知道了什么是機械波，同時認識了波的形成和傳播過程。
我們還清楚，圖象是描述物理過程、物理現象和反映物理規律的一種簡單、直觀的方法，如物體的運動圖象、簡諧運動的圖象等。同樣，波的運動情況及傳播過程也可以用圖象直觀的表示出來。這就是波的圖象。
【板書】第二節 波的圖象
（二）進行新課
【演示】由波動演示儀給出波動過程中振動質點在一些時刻所在的位置，然后定格在某一時刻。
用橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移，并規定在縱坐標中位移的方向向上時為正值，位移的方向向下時為負值。把各個質點在某一時刻的位置連成一條曲線，就得到某一時刻的波的圖象。
【板書】一、什么是波的圖象
振動質點在某一時刻的位置連成的一條曲線，叫波的圖象。
波的圖象也可以理解為：在x-y坐標平面內，連接某一時刻各個質點位移矢量末端得到的一條曲線。在波的圖象中最高處叫波峰，最低處叫波谷。處在波峰和波谷的質點位移的數值，就是振動質點的振幅，也叫波動的振幅。
在波的圖象中，波形曲線是正弦曲線（或余弦曲線），它所表示的波叫簡諧波。簡諧波是一種最簡單、最基本的波，其他的波可以看成是由若干簡諧波合成的。在中學物理中，我們不再研究簡諧波的合成情況。
根據波的傳播情況，我們知道，先振動的質點帶動相鄰的質點依次振動，于是在質點中就形成了機械波。因此我們不難理解，質點振動方向和波的傳播方向應有一定關系。這就是質點振動方向和波的傳播方向之間的關系問題。
【課件演示】①波的形成，②描繪波的圖象
【板書】二、振動方向和波的傳播方向的關系
【例題1】一列橫波在某一時刻的波形圖如圖10-1所示。若此時刻質點a的振動方向向下，則波向什么方向傳播？
分析：取和a相鄰的兩個點b、c。若a點此時刻向下振動，則b點應是帶動a點振動的，c點應是在a點帶動下振動的。所以b點先振動，其次是a、c兩點。因此，波是向左傳播的。
【例題2】如圖10-1所示，若波向右傳播，此時刻d點向什么方向運動？
分析：取和d點相鄰的一個點e，由于波向右傳播，所以d點應該比e點先振動起來，e點是在d點帶動下振動起來的，所以d點此時刻應該向下振動。
根據波的傳播過程我們知道，波是以一定的速率v（波速）在介質中傳播的，在單位時間內某一波烽或波谷（密部或疏部）向前移動的距離等于波速，既然波是向前移動的，所以波的圖線形狀是在變化的。從另一個角度我們也可以看到，在波動過程中，質點都在不停的振動，在不同的時刻，各個質點的位置是不同的，因此，波的圖象形狀也是在變化的，我們要掌握波的圖象變化的情況。
【板書】三、波的圖象變化情況
確定波的圖象變化的情況有兩種方法：一是描點作圖法，二是圖象平移作圖法。（這一節課我們重點學習前一種方法）
【板書】1、描點作圖法
【例題3】某一簡諧波在t=0時刻的波形圖如圖10-2中的實線所示。若波向右傳播，畫出T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。
分析：根據t=o時刻波的圖象及傳播方向，可知此時刻A、B、C、D、E、F各質點在該時刻的振動方向，由各個質點的振動方向可確定出經T/4后各個質點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經T/4后時刻的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。
同樣道理，由各個質點的振動方向可確定出經T/4前各個質點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經T/4前時刻的波的圖象。如圖10-3中虛線所示。
若波向左傳播，同樣道理可以畫出從t=o時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。
下面請同學們在練習本上畫出波向左傳播，從t=0時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。（可以請兩個學生到黑板上練習，及時發現問題，進行針對性講評）
【板書】2、圖象平移作圖法
（這種作圖法我們下一節課再學習）
從波的圖象中的波形曲線我們看到，波的圖象和振動圖象從圖線形狀看，可以完全相同，但兩種圖象有著本質的區別。
【板書】四、波的圖象與振動圖象的區別
【課件演示】波的圖象與振動圖象的區別。
【板書】1、兩種圖象橫、縱坐標的意義不同。
波的圖象橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質點的平衡位置，振動圖象橫坐標t表示該質點振動的時間。
【板書】2、兩種圖象描述的對象不同
波的圖象描述的是某一時刻各個質點偏離平衡位置的位移，振動圖象描述的是某一質點在不同時刻偏離平衡位置的位移。
【板書】3、兩種圖象相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離含義不同。
波的圖象中相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離表示波在一個周期內傳播的距離，振動圖象中相鄰兩個正向（或負向）位移最大值之間的距離表示振動的周期。
（三）鞏固練習
1、一列橫波在某一時刻的波形如圖10-4所示，若質點O此時向上運動，則波的傳播方向 ；若波向左傳播，則此時振動方向向下的質點有
2、如圖10-5所示是一列橫波在t=o時刻的波形圖。若波向左傳播，用“描點法”作出3T/4前時刻的波形圖。
（四）作業：把練習一（課本第49—50頁）第（1）—（3）題做在作業本。
教法建議：
1、本節課的各個波形圖，可做成教學課件進行演示，也可以制成幻燈片由投影儀進行演示。
2、講完教材第三節《波長、頻率和波速》后，可以增加一節《波的圖象應用》教學內容，以便學生對波的圖象有更深刻的認識和理解。
3、本課教學難度較大，在加強演示實驗的同時，應鼓勵學生多參與教學活動，以便對本節課內容能加深理解。
4、波的圖象與振動圖象的區別是本節課的難點，不要作為重點內容講解，通過本節課教學，使學生能加以區別和簡單理解就可以了。關于兩種圖象之間的聯系及應用可以在以后的教學中再進行講解和練習。
5、振動和波動的關系及波的圖象變化，是本節課的重點，也是難點。本節課不要講得太深，練習也不要過難，可以通過后面《波的圖象應用》的教學，逐步加深學生的理解和不斷提高學生處理有關波的圖象實際問題的能力。
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