机械波(用)
机械波实用教案
机械波实用教案 Revised by BETTY on December 25,2020机械振动和机械波波的形成和传播波的形成-------------------------------------------------------------------------------------->分解传播过程波的形成过程：（图演示）波源的振动带动周围质点做受迫振动。
波的形成条件：波源+介质 波的传播各质点振动的T 、f 、A 与波源相同，起振时状态相同；离开波源越远，起振越慢开始，相位落后越多（下表）；-----------------------每个质点在各自的平衡位置附近振动 波形向传播方向“平移”起振时间相差T 的整数倍的质点，运动状态总相同。
波的分类横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直特征：波形具有波峰和波谷相间 实例：绳波，水波纵波：质点的振动方向雨波的传播方向相同特征：波形具有密部和疏部相间 实例：声波，弹簧波动<练习>1．下列关于振动和波的关系，正确的是（ ） A 、有机械波必有机械振动 B 、有机械振动必有波 C 、离波源越远的质点振动周期越长 D 、波源停止振动时，介质中的波动立即停止2．下列关于机械波的说法正确的是（ ） A 、相邻的质点要互相做功 B 、纵波的质点可以随波迁移C 、振源开始时怎样振动，其它质点开始时就怎样振动D 、波中各质点的振动频率是相同的3．如图所示，是一列沿绳子向右传播的横波，除去第1点，在途中速度最大的点是第（ ）点，加速度最大的点是第（ ）点。
4．一列横波某时刻的波形如图所示，经过途中P 点第一次到达波峰，此后在经过，P 点的位移和速度可能是（ ）A、位移是2cm，速度为零B、位移是零，速度方向沿+y方向C、位移是-2cm，速度为零D、位移是零，速度方向沿-y方向5．如图为波沿一条固定的绳子向右刚传播到B点时的情形，Array由图可判别A点刚开始振动时的振动方向是（）A、向左B、向右C、向上D、向下答案：A；ACD；3，5；BD；D；波的图像图象的建立画出波在某时刻的波形 将波形置于x y -坐标系中意义：描述某时刻．．．介质中各个质点的分布情况 纵波和横波图象纵波的图象密部和疏部波长λ：相邻．．两个运动状态总相同的点间的距离．．。
第三章机械波(单元解读课件)-高二物理同步备课系列(人教版2019选择性必修第一册)
内容分析
第1节 波动是一种特殊的运动，通过对波的学习可以深化学生的运动观念，
但学生对波的认识和理解需要一个过程，教学中不可急于求成，应该注 意选择恰当的教学方式。教师可通过播放录像，动画，组织小组实验或 体验活动等方法为学生提供丰富的感性材料。然后重点分析波的形成过 程，在学生亲身体验和实验观察的基础上对波动现象进行分析和推理， 从而建立对机械波的认识。注意运用学生已有的运动学和动力学知识来 分析和研究波的基本特征和规律。
教 学
的形成过程。
重 2.能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义，理解波长
点 ，频率和波速的意义及其关系，能判断波的传播方向和质点的振动
方向。
1. 认识波的形成过程。
教 2. 能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义，理解波长，
学 频率和波速的意义及其关系，能判断波的传播方向和质点的振动方
教学策略
2.适当降低学习难度 本章教材的编写，根据课程标准的要求，在介绍波的反射、折射、干涉和衍 射的时候，一改以往教材对本章内容的安排方法，叙述的逻辑是从实验到结论， 不再介绍惠更斯原理，也不用惠更斯原理去分析各种现象，降低学生学习难度。 3.重视物理实验与学生实践活动 本章教材共采用了7个演示实验，它们分别涉及沿绳传播的波、弹簧形成的 波、水波的反射、水波的衍射、波的叠加、水波的干涉、蜂鸣器音调的变化， 充分说明物理学科要以实验为基础，也表明教学中要重视物理实验的作用，要 真做实验，通过实验来引导学生认识物理现象，通过实验得出物理规律。教材 还安排了观察水波的传播、声音的干涉两个“做一做”，以及关于不同时刻波 形图和水波多普勒效应两个“思考与讨论”，强调学生的实践活动在物理学习 中的重要性。
教学策略
4.重视与生产生活及现代技术的联系 教材在选取素材时重视与生产生活及现代技术相联系。从运动场上波 浪翻滚的彩带、变化起伏的团体操，到降噪技术、超声波测速仪、医用 “彩超”，再到多普勒效应在天文学上的应用，教材从多个方面说明机 械波知识是生产生活与现代技术的重要基础，也反映出物理学是有用的， 需要学生认真学习。
机械波实用教案范文
机械波实用教案范文【一、教学目标】1.知识目标：学习机械波的基本概念和特性，了解机械波的传播方式。
2.技能目标：能够描述机械波的传播方式和波的性质。
3.情感目标：培养学生对物理知识的兴趣，培养学生观察和实验的能力。
【二、教学重难点】1.教学重点：机械波的定义、传播方式和波的性质。
2.教学难点：波的传播方式和波的性质的掌握和运用。
【三、教学准备】教师：教案、黑板、粉笔、投影仪、实验器材等。
学生：课本、笔记本。
【四、教学过程】【导入】1.教师播放一段波的传播动画，让学生观察并思考：这个图形是什么？它是如何传播的？2.请几位学生回答问题，并对他们的回答做一些引导，引出机械波的概念。
【呈现】1.教师通过投影仪展示机械波的基本概念和特性，并给出机械波的定义：机械波是通过物质的振动而传播的波动现象。
2.教师利用黑板和粉笔讲解机械波的传播方式和波的性质，包括纵波和横波的区别、波的振幅、波长、周期、频率等概念。
【实验】1.教师介绍一个简单的实验装置，演示横波在绳子上的传播。
2.学生们分组进行实验操作，通过悬挂绳子和手的上下运动，观察横波在绳子上的传播过程，记录波的振幅、波长等特性。
3.学生们在实验完成后，进行实验结果的汇报和讨论，教师进行指导。
【拓展】1.教师通过讲解声波和水波，引出了波的传播速度的概念，让学生理解波速与频率和波长的关系。
2.教师利用黑板和投影仪进行计算公式的推导，提醒学生注意计算单位的转换。
3.教师和学生一起进行一些简单的计算练习。
【归纳总结】1.教师通过黑板和投影仪总结机械波的传播方式和波的性质，并强调波的传播速度与频率和波长的关系。
2.教师布置一些练习题，要求学生在家里完成，并下节课检查订正。
【五、教学反思】通过本节课的教学，学生对机械波的概念和特性有了初步的了解。
通过实验操作，学生对机械波的传播方式和波的性质有了直观的认识。
但是，本节课的时间安排还不够充分，没有给学生提供足够的时间进行实验操作和讨论。
机械波的传播弦上的驻波现象及其应用
机械波的传播弦上的驻波现象及其应用机械波是一种能量传递的波动现象，它的传播可以在弦上产生驻波现象。
驻波是一种特殊的波动现象，它的应用涉及到很多领域，包括音乐、声学、工程等。
下面将对机械波的传播弦上的驻波现象及其应用进行探讨。
一、驻波的形成机制当一根弦受到一定频率的振动作用时，它将产生传播的机械波。
而当传播的波与反射波在弦上相遇时，它们会发生干涉现象，形成驻波。
驻波的形成主要受到波长、弦的长度以及波的频率等因素的影响。
二、驻波现象的特点1. 节点和腹点：在驻波中，弦上会形成一些固定位置的节点和腹点。
节点处的振幅为零，而腹点处的振幅为最大值。
2. 波的反射和干涉：驻波是由传播波和反射波相互干涉形成的。
当传播波和反射波频率相同时，它们将形成驻波。
3. 能量分布：在驻波中，能量几乎完全集中在腹点处，而节点处几乎没有能量传递。
这是由于节点处的振幅为零，能量无法通过节点传递。
三、驻波现象的应用1. 乐器演奏：驻波现象在乐器演奏中起着重要作用。
例如，弦乐器在演奏时，通过控制弦的振动频率和长度，可以产生不同的音高。
驻波的产生使得乐器发出特定的音调。
2. 声学技术：声学技术中常用驻波现象。
例如，音响系统中的扬声器通过驻波来放大声音。
此外，房间的设计和材料的选择也会影响声音的驻波，进而影响音质和音响效果。
3. 工程应用：驻波现象在工程领域有着广泛的应用。
例如，在建筑设计中，通过考虑驻波的影响，可以合理设计建筑物的结构和空间布局，以提供良好的声学效果。
此外，驻波现象还可以用于测量物体的性质和检测材料的质量。
综上所述，机械波的传播弦上的驻波现象及其应用是一个涉及多个领域的重要问题。
通过理解驻波的形成机制和特点，我们可以更好地利用驻波现象，并将其应用到工程、音乐和声学等领域中，提高生产和生活的质量。
随着科学技术的发展，驻波现象的应用将会不断拓展和创新。
高中物理教案：机械波的传播与应用
高中物理教案：机械波的传播与应用一、引言机械波是在介质中传播的干扰，由粒子振动引起。
它在物理学中具有广泛的应用，从音乐到通信技术，无处不在。
本教案将探讨机械波的传播和应用方面的重要概念和原理。
二、机械波的传播1. 机械波的定义与分类机械波是指能够在介质中传播的波动现象，在此过程中并没有物质实体进行传递。
根据粒子振动方向与波传播方向之间的关系，可以将机械波分为纵波和横波两类。
2. 纵波的传播纵波是指粒子振动方向与波单方向平行的机械波。
典型例子是声音在空气中的传播。
纵波单向传播时，粒子以压缩和膨胀的形式沿着或反向于传播方向进行振动。
3. 横波单向传播横波单向传播与纵波单相似，唯一不同之处在于粒子振动垂直于传播方向。
典型例子是水面上的水波。
横波的传播过程中，粒子沿着垂直于波单方向的正弦曲线运动。
三、机械波的应用1. 声音与声波声音是由物体振动引起的机械波。
通过空气、水或其他介质的传递，人类可以感知到声音。
声波在通信、音乐和医学领域都有广泛应用。
例如，在电话通讯中，声音信号转换为电信号后通过电缆传输。
2. 地震波地震是一种地壳内部发生的突然能量释放现象，产生了机械震动并以地震波单向传播。
地震波被广泛用于地球内部结构研究和监测自然灾害。
3. 光的传播光是另一种机械波，在真空或介质中以极高速度传播。
光的电磁性质使其具有折射、反射和干涉等特性，这些特性在光学器件（如镜子和透镜）以及光通信中得以应用。
4. 振动仪器机械振动仪器使用机械波的传播和反射原理来测量物体的振动频率和幅度。
例如，声级计可以用来测量声音的强度，地震计可以测量地壳震动引起的地震波。
5. 超声波成像超声波成像利用超声波沿体内组织的传播和反射来创建图像。
这种技术在医学中被广泛应用于诊断疾病、监测胎儿发育以及导航手术。
6. 无线通信机械波的应用还包括无线通信，如无线电和移动电话系统。
通过调制机械波信号，可以实现信息传输，并在接收器端解调回原始数据。
医用物理学03章机械振动和机械波
下面图形分别是脉搏的时序图和相应的傅里叶频 谱图.人类的脉搏是一种准周期振动,用傅里叶分 解技术可以将它分解,不同人的脉搏其分解得到 的成分也不相同,它比图形有更多的数字信息.
x 1 A 1 co 1 t ) s A 1 ( c2 o π 1 t s)(xx1x2 x 2 A 2 co 2 t ) s A 2 ( c2 o π 2 t s )(
讨论 A1 A2 ,2-1 12的情况
x x 1 x 2 A 1 c 2 π o 1 t A s 2 c 2 π o 2 t s
(二) 不同频率垂直振动合成
如果两个简谐振动的频率相差比较大,但有简 单的整数比时,那么合振动又具有稳定的封闭 轨迹.
图示的是频率比分别为2:1和3:1时合成振动的 轨迹.这种频率成简单整数比时所得的稳定的 轨迹图形叫做李萨如图形(Lissajous’ figures).
两
相
互 垂 直 同 频 率 不 同 相
§3-1 弹簧振子和简谐振动
❖弹簧振子 弹簧振子由一个轻弹簧、一个质量 为m的物体块组成理想模型.弹簧的一端被固定 不动,另一端与物体相连.假设弹簧的质量很小, 物体块与地面的摩擦力忽略不计.当弹簧偏离平 衡位置时,弹簧的恢复力与物体的位移成反比.
Fm
O
x
简谐振动(simple harmonic motion)
总能量为两者之和,即
EE pE k
1 2k2A co 2(st0)1 2k2A s i2(n t0)1 2k2A
§3-3 简单的非理想振动
真实物理世界的振动并非都接近理想情况.在 自然状态下,振子在振动时一般会受到摩擦阻 力的作用而使运动能量减小.在人为状态下,为 了维持振动可以施加筹划力.
非理想情况的振动可归类为：阻尼振动和受 迫振动.
机械波的概念
机械波的概念
机械波是指通过介质的振动传播的波动现象。
它是一种能量传播的方式，以能量的传递为主要特征。
机械波能够在固体、液体和气体等介质中传播，并且遵循特定的物理规律。
首先，机械波的传播需要介质的存在。
介质可以是固体、液体或气体，通过介质的分子之间的相互作用，能量可以从一个地方传递到另一个地方。
由于介质分子的振动传递能量，机械波才得以形成。
其次，机械波的传播方式可以分为纵波和横波。
纵波是指波动方向与能量传播方向一致的波动形式，而横波则是指波动方向与能量传播方向垂直的波动形式。
纵波和横波的传播方式在不同介质中有不同的表现形式，但都符合能量守恒定律和动量守恒定律。
此外，机械波还有一些重要的特性。
波长是指波动中两个相邻波峰或波谷之间的距离，与频率和波速有关。
频率表示单位时间内波动的次数，与波长和波速有关。
波速是指波动在介质中传播的速度，
与波长和频率有关。
这些特性相互关联，描述了机械波的传播性质。
需要注意的是，机械波的传播是通过介质中的相互作用实现的，并且有一定的限制条件。
例如，机械波无法在真空中传播，因为真空中没有介质分子来传递能量。
另外，介质的性质也会对机械波的传播产生影响，如固体的刚性会使机械波传播速度更快。
总结起来，机械波是通过介质的振动传播的波动现象，它遵循特定的物理规律，并具有一些重要的特性。
对于了解波动现象和能量传递的机制，机械波的概念是非常重要的。
通过深入研究和理解机械波，我们可以应用它们在各个领域中，如声波在通信中的应用、地震波在地质勘探中的应用等，进一步推动科学和技术的发展。
机械波的应用
S波的传播是由垂直于传播方向的介质振动导致的。这 种振动的效果是介质体元的剪切变形。在向岩石体元两 相对的面上施加方向相反的切向力时，这体元将受剪切 而变形，而没有体积变化。其单位体积的剪切形变所需 压力大小的度量称为剪切弹性模量μ 。S波的波速可以表 示为：
利用P波与S波传播速度的差异，我们只需要测量出P波与S波 抵达地震台站的时间差 就能得到震中距离：
地震波的应用
————对地球内部构造的探索
张烈
地震波的定义：地震波是由地震震源发出的在地球介质 中传播的弹性波。
地 震 波
实体波
P波（纵波，波速最快， 可在固体和液体中传播） S波（横波，只能在固体中传播）
表面波：L波（P波和S波的混合波，破坏性
最大）
P波的传播是由介质沿传播方向的振动导致的。这种振 动的效果是介质体元体积的变化。当向岩石立方块表面 施加一均匀压力时，其体积将减小，其单位体积的体积 变化所需压力大小的度量称为体积弹性模量к 。P波的波 速可以表示为：
从上式中就能得到：
地球岩石介质的平均体积弹性模量 ，平均切变 弹性模量 。由该数据我们可以得到：P波的传 播速度比S波的传播速度快。
使用地震波中的P波和S波我们可以 对地球内部构造进行探测，以了解 我们所生存的这个家园具体应用如 下——
体应用
地球的内部圈层 结构是根据地震 波来划分的。这 幅图给出了地震 波的概念，并在 图面上显示了P波 （乙）和S波（甲） 的传播及其特点。
探索机械波和电磁波的相互作用
两者间联系与区别
都是波动现象
机械波和电磁波都是波动现象，具有周期性、振幅、频率等 波动特征。
都能传递能量
机械波和电磁波都能传递能量，且能量与波的振幅平方成正 比。
两者间联系与区别
传播方式不同
机械波依赖介质传播，而电磁波可以在真空中自由传播。
传播速度不同
机械波的传播速度取决于介质性质，而电磁波在真空中的传播速 度恒定。
02
电磁场可能导致机械振动的频率发生变化，即产生频移现象。
振动模式改变
03
在特定条件下，电磁场甚至可能改变机械振动的模式，例如从
简谐振动变为复杂振动。
电磁波传播过程中机械波变化
01
机械波传播速度变 化
电磁波在传播过程中，可能会与 机械波相互作用，导致机械波的 传播速度发生变化。
02
机械波波形变化
03
XX
探索机械波和电磁波 的相互作用
汇报人：XX
2024-01-24
REPORTING
• 机械波与电磁波基本概念 • 机械波对电磁波影响 • 电磁波对机械波影响 • 相互作用机制探讨 • 实验方法与观测技术 • 应用前景与挑战
目录
XX
PART 01
机械波与电磁波基本概念
REPORTING
机械波定义及特性
理论挑战
机械波和电磁波的相互作用涉及复杂的物理过程，需要深入的理论研究和分析，以揭示其内在机制和规律。
未来发展趋势
随着科技的进步和理论研究的深入，机械波和电磁波的相互作用将在更多领域得到应用，如生物医学、 环境保护等。同时，随着新材料、新技术的不断涌现，机械波和电磁波的相互作用将展现出更加丰富的 应用前景。
实现无线通信
机械波的应用
机械波的应用
机械波是一种杆状水理系统的波动。
它是水压的振荡，可以通过水的质量、体积的变
化来捕捉，并以波形的形式显现出来。
机械波通常表现为一连串的高低起伏的振幅波形，
可以用来描述水流系统中气体分布和水位变化，并在水文勘测、水利设计等领域有重要的
应用。
一、水位监测
机械波技术可以用来监测液位的变化，比如大坝、河流等。
它可以检测液体的高度，
通过机械波变化的速率，获取其动度数据，从而判断水位的情况。
机械波技术也可以用来
监测温室气体、冰川水等液位。
机械波技术能够检测水质，检测浮游生物、管道内污染物等。
机械波技术在水文勘测
中可以用来检测水质，比如检测pH值等水质参数，可以为相关单位提供有效的水质分析，从而改善水质。
三、水闸控制
机械波技术也可以应用于水闸控制，有助于防止水闸失灵，减少洪水的危害。
机械波
技术可以检测水位的变化，并及时调节水位，从而达到降低洪水造成的损失。
四、地质勘探
机械波技术也可以应用于地质勘探，比如检测岩类成分、查找潜在地质结构等。
它可
以发射机械波，并监测它们的反射情况，根据波的振幅、相延时及多种特征，判断出岩类
成分特征。
机械波技术在水文勘测、水利设计、水位监测、水质监测、水闸控制和地质勘探等领
域有广泛的应用价值。
它以安全、高效、经济的方式提高了遥感精度，为科学研究和水利
工程项目提供了有力的技术支持。
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声波
水波
地震波
光波
无线电波
一、机械波的产生条件：
介质模型（绳波）：抖动绳子的一端，后面的绳子 为什么会运动起来？凹凸相间的波是怎样形成呢？
请点击手
设想:把绳分成很多小段 每一个小段可以看做一个质点 质点之间有相互作用力(弹力）
● 绳子各部分看成是相互之间存 在弹力的质点
●沿波传播方向，前一质点依次带 动后一质点,后一质点延迟振动。 即：前带后，后跟前，后面质点 均做受迫振动
（2）介质中各个质点在各自的平衡位置上下往复运动， 质点本身并不随波迁移。
（3）介质中各个质点的起振方向、周期、频率、振幅和 波源相同。 （因为各个质点均做受迫振动）
（4）实质：波向前传播的是振动形式、能量和信息。
三、什么是机械波？（机械波的定义）
机械振动在介质中的传播称为机械波。 波的模拟
Hale Waihona Puke 波峰 横波机械波的产生和传播
复习提问:
提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？
机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动． 简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡
位置的力的作用下的振动．
提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？
以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四 周传播，直到很远
无处不在的波
解析：不能．向水中投入石块，水面受到 石块的撞击开始振动，形成水波向四周传 去．但是，实际上水波向四周传播而水只是 上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上 下振动而不会向岸边运动．
讨论分析：
这节课我们研究的波动和前一章的 振动有什么联系和区别？
研究 区 对象 别 力的
来源
联 系
振动与波动
振动
波动
机械波就是机械振动在介质中的传播过程
水波离开了它产生的地方,而那 里的水并不离开,就象风在田野里掀 起的麦浪.我们看到,麦浪滚滚地在 田野里奔去,但是麦子却仍旧留在原 来的地方.
达 . 芬奇
水中的小船 质点并不随波迁移，
二、机械波的规律（特点）
（1）介质中前面的质点带动后面质点振动，后面的质点 重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后些 。
● 把质点的振动状态向前传播， 从总体上看形成凸凹相间的波
新课教学:
一、波的形成条件和过程
1、波的形成条件： ①波源：能够产生振动的物体或质点 ②介质：传播机械振动的媒介物
总结：通过实验观察可见波产生的条件是： 不但要有波源而且还要有介质，两者缺一不可
2、机械波形成过程：
我们可以把介质看成由大量的质点构成的物质，相 邻质点间存在着相互作用力，当介质中某一点发生振动 时，就会带动它相邻的质点振动，这些质点的振动又会 带动各自周围的质点发生振动，这样振动就会在介质中 逐渐传播开来 3、机械波的概念：
波谷
分类
密部
疏部
纵波
四、波的分类及特点
按质点振动方向与波传播方向的关系分类：
１、横波
①质点振动方向与传播方向垂直 ②特点：波峰、波谷
２、纵波
只在固体中传播
①质点振动方向与传播方向在同一直线上 ②特点：疏部、密部，可在固、液、气中传播
声波
▪ 声波是纵波.
五、例 题 讲 解
例题1：日常生活中，发现球掉入池塘 里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块 激起的水波把球冲到岸边？
一个质点
大量质点
回复力
质点间的弹力
1、振动是形成波动的原因，波动是振动 在介质中的传播；
2、有波动一定有振动，但有振动不一定 有波动；
3、各质点的起振方向，振动频率和周期 与振源相同。
请点击手 返 回
▪ 想一想、做一做
▪ 1.大型团体操比赛是如何表现出波浪来的？ ▪ 2.亲身模拟波的形成,感受波的特点.