师:机械波在传播过程中会呈现什么样的一些特点呢?请大家思考如下几个问题:
问题一:机械波传播是把什么东西传播出去了?振动形式?能量?还是质点跟着跑远了?
问题二:这一系列质点都在做简谐运动,那么各个质点的振幅是什么关系?振动的周期和频率是什么关系?
问题三:各个质点的起振方向如何?
问题四:一个周期内质点完成一次全振动,通过的路程是多少?位移是多少?
为了帮助同学们完成这几个问题的思考,我请几名同学来做一个小游戏,在这个小游戏当中我希望大家能有大发现。下面谁愿意来参与一个与其类似的实验呢?
(生踊跃参与。师选出8-10人)
师告诉游戏规则,结合同学的表演引导学生完成这四个问题的回答。
答案一:机械波的传播是将振动形式和能量传递了出去,而质点并未"随波逐流";
答案二:各个质点的振幅都相同;因为各个质点都做的是受迫振动,所以各质点的振动周期和频率都相同,具有同源性--与波源相同;我们把这个周期也叫该列机械波的周期。
答案三:各个质点的起振方向均与波源相同;
答案四:一个周期内质点完成一次全振动,通过的路程是4A,位移是零。
1、 描述机械波的方式
1) 波速、波长和频率
波速(v) :描述波在介质中的传播快慢。其大小由介质决定;
频率(f):因为各质点受迫振动,频率和周期具有同源性,所以只由波源决定;
波长():介质中位移总是相等的两相邻质点间距离。由波源和介质共同决定它的大小。
关系式:(本部分内容师引导,生作答)
2)波的图像
师:机械波是这样一种动态的现象,我们为了更好研究它,所以有必要对其进行某时刻的定格。我们可以建立这样的坐标轴:横轴代表各个质点的平衡位置排序,纵轴代表这一时刻各个质点偏离平衡位置的情况,这就是波的图像。
横波的图像是高考考查的重点。
大家请看,横波的图像和某质点做简谐运动的振动图像形式上有什么联系?
生:非常相像。
师:我们一起来对这两类图像进行辨析。(鼓励学生参与表格填空)。
振动图像 波动图像 研究对象 一个振动质点 沿波传播方向的所有参与振动的质点 研究内容 一个质点偏离平衡位置的位移随时间的变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律