【范文】机械波教案
《主题四 第三节 机械波》教学设计

《机械波》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解机械波的基本观点和性质。
2. 掌握简谐横波的生成规律及描述方法。
3. 学会运用波动规律解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点:理解横波的观点,掌握简谐横波的生成规律及描述方法。
2. 教学难点:如何运用波动规律解决实际问题,理解多解性及正确选择物理量。
三、教学准备1. 准备教学PPT,包含各种图片、动画和视频以辅助讲解。
2. 准备一些常见机械波的例子,如水波、声波等,供学生观察和理解。
3. 准备足够的习题,供学生练习和稳固知识。
4. 准备实验室或相关设备,以便学生实际操作和观察机械波的形成。
四、教学过程:(一)引入1. 复习回顾:高中物理中机械波的相关知识。
2. 提出疑问:什么是机械波?机械波是如何产生的?3. 引导学生思考,为新课做铺垫。
(二)新课1. 讲解机械波的基本观点,包括定义、分类、传播媒介等。
2. 通过具体实例,让学生了解机械波的产生过程和传播过程。
3. 引导学生分析简单机械波的传播规律,如波形、速度、周期等。
4. 引入介质中质点的运动规律,分析其在时间和空间上的变化。
5. 讲解机械波在生活和工程中的应用,如声波、水波等。
6. 组织学生讨论,提出问题,共同探讨解决的方法。
(三)实践1. 安排学生自行制作简单的机械波模型,如绳波、水波等,体验机械波的产生和传播过程。
2. 组织学生分组进行实验,观察和分析不同介质中机械波的传播特性。
3. 鼓励学生通过实践,加深对机械波的理解和掌握。
(四)总结与作业1. 总结本节课的主要内容,强调重点和难点。
2. 安置作业:撰写一篇关于机械波的小论文,总结所学知识和感受。
3. 提醒学生做好复习,为后续课程的学习打下基础。
教学设计方案(第二课时)一、教学目标1. 理解机械波的基本观点和性质。
2. 掌握简谐横波的波动方程和数学描述方法。
3. 能够通过实际数据和公式计算波动参数。
二、教学重难点1. 教学重点:机械波的基本观点和波动方程的理解和应用。
机械波的能量传播教案

机械波的能量传播教案一、教学目标1.了解机械波的概念和特征。
2.掌握机械波在传播过程中能量的传递规律。
3.理解机械波在实际应用中的重要性。
二、教学重点及难点1.掌握机械波的传播规律。
2.理解机械波与能量之间的关系。
三、教学方法1.讲授法:系统性地讲授机械波的相关知识,注重总结归纳。
2.实验探究法:通过实验让学生亲身体验机械波的传播规律。
四、教学内容1.机械波的概念和特征2.机械波的传播特征和传播规律3.机械波的能量传播规律4.机械波在实际中的应用五、教学过程1.机械波的概念和特征1.1.何为机械波?机械波定义:机械波是通过介质的振动使媒质中的能量传递并引起局部波动的方式,它不包括介质的整体运动。
1.2.机械波的特征有哪些?(1)有源源不断的能量供应;(2)具有波动的形式和传播的过程;(3)在中间介质内发生传播;(4)机械波不能在真空中传播。
2.机械波的传播特征和传播规律2.1.机械波的传播特征机械波的传播方式是通过介质的振动使媒质中的能量传递并引起局部波动。
机械波传播的区域是介质,而非整个物质。
机械波的传播速度是由介质的刚性、密度和弹性共同决定的。
2.2.机械波的传播规律(1)机械波在传播过程中,每一点都会产生振动,而且振动的方式和时间都是相同的。
(2)机械波的传播过程中,传播速度也是一个固定不变的量。
(3)机械波在传播过程中,能量传递的方式是通过介质的振动使媒质中的能量传递并引起局部波动。
3.机械波的能量传播规律能量是机械波传播中最为重要的因素之一。
机械波能量的传播是通过介质的振动传递而引起的,而介质的振动又是由振动物体或初级波源的振动所引起的。
当机械波传播到一点时,它所带有的能量将通过介质在该点处释放。
4.机械波在实际中的应用4.1.音乐和声波机械波的一个常见的应用就是在音乐和声波的传播中。
声波是一种机械波,并且是由有声源产生的振动所引起的。
4.2.海啸和水波海啸是由海底地震引起的机械波,能够造成破坏性的海浪。
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。
有关机械波教案范文

一、教案基本信息教案名称:有关机械波教案课时安排:2课时教学目标:1. 让学生了解机械波的概念、特点和分类。
2. 使学生掌握机械波的传播原理和反射、折射、干涉等现象。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
教学重点:1. 机械波的概念和特点。
2. 机械波的传播原理。
3. 反射、折射、干涉等现象的原理和应用。
教学难点:1. 机械波的传播原理。
2. 反射、折射、干涉等现象的计算和分析。
教学准备:1. 教学课件。
2. 实验器材:绳波发生器、反射镜、干涉仪等。
二、教学过程1. 导入:通过展示海浪、声波等图片,引导学生思考机械波的概念和特点。
2. 新课:讲解机械波的概念、特点和分类,介绍机械波的传播原理。
3. 互动环节:学生分组进行实验,观察绳波的传播过程,探讨机械波的传播原理。
4. 讲解:介绍反射、折射、干涉等现象的原理和应用。
5. 练习:学生运用所学知识解决实际问题,如计算反射波、折射波的波长等。
三、课后作业1. 复习机械波的概念、特点和分类。
2. 掌握机械波的传播原理。
3. 学习反射、折射、干涉等现象的计算和分析方法。
四、教学反思本节课通过图片导入、实验演示、互动探讨等形式,使学生了解了机械波的概念、特点和分类,掌握了机械波的传播原理以及反射、折射、干涉等现象。
在教学过程中,注意引导学生运用所学知识解决实际问题,提高了学生的动手能力和创新能力。
但部分学生在理解机械波的传播原理时仍有一定难度,需要在今后的教学中加强巩固。
五、教学评价1. 学生对机械波的概念、特点和分类的掌握程度。
2. 学生对机械波的传播原理的理解和应用能力。
3. 学生对反射、折射、干涉等现象的计算和分析能力。
4. 学生在课堂互动和实验操作中的表现。
六、教学内容6. 衍射现象讲解衍射现象的定义和条件,通过动画或实验演示衍射现象,让学生了解衍射现象的本质。
引导学生通过观察衍射现象,分析衍射条件对波传播的影响。
7. 波的合成与分解介绍波的合成与分解的概念,讲解合成波与分解波的原理。
大学物理机械波教案

教学目标:1. 了解机械波的产生和传播条件;2. 掌握机械波的类型、波动方程和波动参数;3. 理解波的能量、能量密度和能量传播;4. 能运用机械波知识解决实际问题。
教学重点:1. 机械波的产生和传播条件;2. 波动方程和波动参数;3. 波的能量和能量密度。
教学难点:1. 波动方程的推导和应用;2. 波的能量和能量密度的计算。
教学过程:一、导入1. 通过展示生活中的实例,如水波、声波等,引导学生了解波的概念;2. 引出机械波的定义,即机械振动在弹性介质中由近及远地传播形成的波。
二、机械波的产生和传播1. 介绍机械波的产生条件:介质振源、弹性介质;2. 讲解机械波的传播特点:各质点围绕平衡位置做简谐振动,质点不随波前进;3. 介绍机械波的分类:横波(固态介质中传播)和纵波(固液气中传播)。
三、波动方程和波动参数1. 介绍波动方程:y = Asin(ωt ± kx),其中A为振幅,ω为角频率,k为波数,t为时间,x为位移;2. 讲解波动参数:波长λ、波速v、周期T,它们之间的关系为v = λ/T = ω/k;3. 通过实例讲解波动方程的推导和应用。
四、波的能量和能量密度1. 介绍波的能量:波在传播过程中携带的能量;2. 讲解波的能量密度:单位体积内的波能量;3. 通过实例讲解波的能量和能量密度的计算。
五、课堂练习1. 根据波动方程,计算波的振幅、角频率、波数、波长、波速和周期;2. 根据波的传播条件,判断波的传播方向;3. 计算波的能量和能量密度。
六、总结1. 回顾本节课所学内容,强调机械波的产生、传播、波动方程和波的能量;2. 鼓励学生在生活中观察波的现象,提高对机械波的认识。
教学反思:1. 本节课通过实例和练习,帮助学生理解机械波的产生、传播和波动方程,提高学生的实际应用能力;2. 在讲解波动方程和波的能量时,要注意推导过程的严谨性和逻辑性;3. 在课堂练习中,要关注学生的解题思路,及时纠正错误,巩固所学知识。
《机械波》实用教案

《机械波》实用教案1.教学目标:a.知识与技能目标:-了解机械波的基本定义和特征;-掌握波动的基本概念和公式;-理解波的传播规律和特性。
b.过程与方法目标:-通过观察实验和探究让学生主动发现和构建知识;-通过小组合作和讨论促进学生思维的拓展和深化;-结合示意图和实例,引导学生建立正确的思维方式。
c.情感、态度和价值目标:-培养学生对科学的兴趣和探索精神;-培养学生观察问题、解决问题和合作的意识;-培养学生用科学的眼光看待事物和生活的态度。
2.教学重点和难点:a.教学重点:-波动的基本概念和公式;-波的传播规律和特性。
b.教学难点:-波的传播规律的数学表示。
3.教学准备:实验装置:弹簧、绳子、墙壁、振子等多种实验设备和材料;实验仪器:示波器、计时器等;教具:示意图、实物模型等;多媒体设备和教学软件。
4.教学过程:步骤一:导入新课(15分钟)-创设情境,引起学生兴趣。
例如通过视频展示海浪、声波、弹簧的振动等波动现象,让学生观察并思考。
步骤二:概念引入(15分钟)-利用示意图和实物模型引入基本概念,如波的定义、波峰、波谷、振动、周期、频率等;-引导学生观察不同种类的波动,并给出物理规律的解释。
步骤三:实验探究(30分钟)-围绕波的传播规律进行实验研究,如弹簧振动、绳子上的波动、声波传播等;-引导学生设计实验、观察记录和分析结果,通过实验数据和图表验证理论结果。
步骤四:拓展讨论(20分钟)-邀请学生分享实验过程和结果,展示不同的观点和结论;步骤五:概念巩固(15分钟)-利用教学软件或白板进行概念巩固和知识检测;-结合实例和练习题,引导学生应用所学知识解决实际问题。
步骤六:课堂总结(5分钟)-对本节课的主要内容进行概括和总结;-鼓励学生提出问题、表达思考和建议,为下一步的学习提供反馈。
5.教学延伸:-鼓励学生自行寻找更多机械波的实例和应用,并进行调研和报告;-组织学生参观科学实验室或科技馆,进一步了解机械波的相关研究和应用。
高中物理《机械波》的教案

高中物理《机械波》的教案一、教学目标1. 让学生理解机械波的概念,了解机械波的形成和传播过程。
2. 让学生掌握机械波的性质,包括波长、波速、周期和频率。
3. 让学生学会运用机械波的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 机械波的定义和分类2. 机械波的形成和传播3. 机械波的性质4. 波的反射和折射5. 波的干涉和衍射三、教学重点与难点1. 重点:机械波的形成和传播过程,机械波的性质。
2. 难点:波的反射和折射,波的干涉和衍射。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究机械波的形成和传播过程。
2. 使用多媒体课件,生动展示机械波的图像和现象。
3. 利用实验和实践,让学生直观地感受机械波的特性。
4. 采用小组讨论法,培养学生的合作能力和解决问题的能力。
五、教学安排1. 第一课时:机械波的定义和分类2. 第二课时:机械波的形成和传播3. 第三课时:机械波的性质(波长、波速、周期和频率)4. 第四课时:波的反射和折射5. 第五课时:波的干涉和衍射六、教学策略1. 结合实际案例,让学生了解机械波在生活和工程中的应用。
2. 利用数学工具,如波动方程,分析机械波的传播特性。
3. 设计不同难度的题目,针对学生的掌握程度进行巩固和提高。
4. 鼓励学生进行课外阅读,了解机械波的前沿研究和最新应用。
七、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 作业完成情况:检查学生作业的完成质量,评估学生对知识点的掌握程度。
3. 章节测试:进行章节测试,分析学生的学习成果,及时发现并解决教学中存在的问题。
4. 学生反馈:收集学生对教学内容的意见和建议,不断优化教学方法。
八、教学资源1. 多媒体课件:制作涵盖重点知识点的课件,便于学生理解和记忆。
2. 实验器材:准备振动台、弦、光盘等实验器材,让学生直观地了解机械波的传播。
3. 教学视频:收集相关机械波现象的视频资料,增加课堂的趣味性。
物理教案二:机械波的形成与传播

物理教案二:机械波的形成与传播机械波的形成与传播一、教学目标1.了解机械波的基本概念。
2.了解机械波的形成与传播的基本原理。
3.掌握机械波的传播公式和波速公式。
二、教学重难点1.掌握机械波的形成与传播的基本原理。
2.掌握机械波的传播公式和波速公式。
三、教学内容1.机械波的基本概念机械波是由弹性介质传播的波,弹性介质是指能够变形后恢复原状的物质,如空气、水、金属等。
机械波可以分为纵波和横波。
纵波是指波动方向和能量传播方向相同的波,如声波。
横波是指波动方向和能量传播方向垂直的波,如水波和光波。
机械波的特点是需要在物质中传播,无法在真空中传播。
机械波的传播速度与介质的性质有关。
2.机械波的形成与传播的基本原理机械波的形成是由于物质中的粒子受到振动,从而使振源周围的粒子发生振动,引起机械波的产生。
机械波的传播是由于振源周围的粒子受力而发生位移,位移又传递给相邻的粒子,形成机械波的传播。
机械波的传播速度与介质的密度和弹性系数有关。
传播速度越快,介质的密度越小,弹性系数越大。
3.机械波的传播公式和波速公式机械波的传播公式为:y = A sin(ωt - kx + φ),其中y为波的振幅,A为最大振幅,ω为角频率,k为波数,x为位置坐标,t为时间,φ为初相角。
机械波的波速公式为:v = fλ,其中v为波速,f为频率,λ为波长。
四、教学方法1.理论授课:通过讲解和示范,向学生传授机械波的基本概念、形成和传播原理、传播公式和波速公式等。
2.实验演示:通过实验演示,让学生能够亲身体验机械波的形成和传播过程,深入理解机械波的物理本质。
3.交互讨论:通过讨论和交流,让学生能够互相学习、共同进步,加深对机械波的理解和认识。
五、教学评价通过本次教学,学生应能够:1.了解机械波的基本概念。
2.了解机械波的形成与传播的基本原理。
3.掌握机械波的传播公式和波速公式。
4.能够运用所学知识解决相关问题。
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机械波教案本资料为woRD文档,请点击下载地址下载全文下载地址www.5ykj.com 机械波教学目标:.掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点(规律);2.掌握描述波的物理量——波速、周期、波长;3.正确区分振动图象和波动图象,并能运用两个图象解决有关问题4.知道波的特性:波的叠加、干涉、衍射;了解多普勒效应教学重点:机械波的传播特点,机械波的三大关系(波长、波速、周期的关系;空间距离和时间的关系;波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系)教学难点:波的图象及相关应用教学方法:讲练结合,计算机辅助教学教学过程:一、机械波.机械波的产生条件:①波源(机械振动)②传播振动的介质(相邻质点间存在相互作用力)。
2.机械波的分类机械波可分为横波和纵波两种。
(1)质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波,如:绳上波、水面波等。
(2)质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波,如:弹簧上的疏密波、声波等。
分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例横波垂直凹凸相间;有波峰、波谷绳波等纵波在同一条直线上疏密相间;有密部、疏部弹簧波、声波等说明:地震波既有横波,也有纵波。
3.机械波的传播(1)在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。
波速、波长和频率之间满足公式:v=λf。
(2)介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动,是变加速运动,介质质点并不随波迁移。
(3)机械波转播的是振动形式、能量和信息。
(4)机械波的频率由波源决定,而传播速度由介质决定。
4.机械波的传播特点(规律):(1)前带后,后跟前,运动状态向后传。
即:各质点都做受迫振动,起振方向由波源来决定;且其振动频率(周期)都等于波源的振动频率(周期),但离波源越远的质点振动越滞后。
(2)机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量,而不是质点。
5.机械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。
特别是干涉、衍射,是波特有的性质。
(1)干涉产生干涉的必要条件是:两列波源的频率必须相同。
需要说明的是:以上是发生干涉的必要条件,而不是充分条件。
要发生干涉还要求两列波的振动方向相同(要上下振动就都是上下振动,要左右振动就都是左右振动),还要求相差恒定。
我们经常列举的干涉都是相差为零的,也就是同向的。
如果两个波源是振动是反向的,那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。
干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件:①最强:该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍,即δ=nλ②最弱:该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍,即根据以上分析,在稳定的干涉区域内,振动加强点始终加强;振动减弱点始终减弱。
至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”,“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”,“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件,不是必要条件。
【例1】如图所示,S1、S2是两个相干波源,它们振动同步且振幅相同。
实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。
关于图中所标的a、b、c、d四点,下列说法中正确的有A.该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,d质点振动既不是最强也不是最弱B.该时刻a质点振动最弱,b、c、d质点振动都最强c.a质点的振动始终是最弱的,b、c、d质点的振动始终是最强的D.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置,因此振动最弱解析:该时刻a质点振动最弱,b、c质点振动最强,这不难理解。
但是d既不是波峰和波峰叠加,又不是波谷和波谷叠加,如何判定其振动强弱?这就要用到充要条件:“到两波源的路程之差是波长的整数倍”时振动最强,从图中可以看出,d是S1、S2连线的中垂线上的一点,到S1、S2的距离相等,所以必然为振动最强点。
本题答案应选B、c点评:描述振动强弱的物理量是振幅,而振幅不是位移。
每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的,但振幅是保持不变的,所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷,振动始终是最强的。
【例2】如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。
设两列波的振幅均为5cm,且图示的范围内振幅不变,波速和波长分别为1m/s和0.5m。
c点是BE连线的中点,下列说法中正确的是()A.c、E两点都保持静止不动B.图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cmc.图示时刻c点正处于平衡位置且向水面上运动D.从图示的时刻起经0.25s,B点通过的路程为20cm解析:由波的干涉知识可知图6中的质点A、B、E的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区,过D、F的连线处和过P、Q的连线处波峰和波谷叠加是减弱区。
c、E两点是振动的加强点,不可能静止不动。
所以选项A是错误的。
在图示时刻,A在波峰,B在波谷,它们振动是加强的,振幅均为两列波的振幅之和,均为10cm,此时的高度差为20cm,所以B选项正确。
A、B、c、E均在振动加强区,且在同一条直线上,由题图可知波是由E处向A处传播,在图示时刻的波形图线如右图所示,由图可知c点向水面运动,所以c选项正确。
波的周期T=/v=0.5s,经过0.25s,即经过半个周期。
在半个周期内,质点的路程为振幅的2倍,所以振动加强点B的路程为20cm,所以D选项正确。
点评:关于波的干涉,要正确理解稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定,但加强区和减弱区还是在做振动,加强区里两列波分别引起质点分振动的方向是相同的,减弱区里两列波分别引起质点分振动的方向是相反的,发生变化的是振幅增大和减少的区别,而且波形图沿着波的传播方向在前进。
(2)衍射。
①波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。
②能够发生明显的衍射现象的条件是:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长相差不多。
(3)波的独立传播原理和叠加原理。
独立传播原理:几列波相遇时,能够保持各自的运动状态继续传播,不互相影响。
叠加原理:介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。
波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。
前者是描述波的性质:同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。
比如一个乐队中各种乐器发出的声波可以在空气中同时向外传播,我们仍然能分清其中各种乐器发出的不同声波。
后者是描述介质质点的运动情况:每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。
这好比老师给学生留作业:各个老师要留的作业与其他老师无关,是独立的;但每个学生要做的作业却是所有老师留的作业的总和。
【例3】如图中实线和虚线所示,振幅、周期、起振方向都相同的两列正弦波(都只有一个完整波形)沿同一条直线向相反方向传播,在相遇阶段(一个周期内),试画出每隔T/4后的波形图。
并分析相遇后T/2时刻叠加区域内各质点的运动情况。
解析:根据波的独立传播原理和叠加原理可作出每隔T/4后的波形图如①②③④所示。
相遇后T/2时刻叠加区域内abcde各质点的位移都是零,但速度各不相同,其中a、c、e三质点速度最大,方向如图所示,而b、d两质点速度为零。
这说明在叠加区域内,a、c、e三质点的振动是最强的,b、d两质点振动是最弱的。
6.多普勒效应当波源或者接受者相对于介质运动时,接受者会发现波的频率发生了变化,这种现象叫多普勒效应。
学习“多普勒效应”必须弄清的几个问题:(1)当波源以速率v匀速靠近静止的观察者A时,观察者“感觉”到的频率变大了。
但不是“越来越大”。
(2)当波源静止,观察者以速率v匀速靠近波源时,观察者“感觉”到的频率也变大了。
(3)当波源与观察者相向运动时,观察者“感觉”到的频率变大。
(4)当波源与观察者背向运动时,观察者“感觉”到的频率变小。
【例4】(XX年高考科研测试)a为声源,发出声波;b 为接收者,接收a发出的声波。
a、b若运动,只限于在沿两者连线方向上,下列说法正确的是A.a静止,b向a运动,则b收到的声频比a发出的高B.a、b向同一方向运动,则b收到的声频一定比a发出的高c.a、b向同一方向运动,则b收到的声频一定比a发出的低D.a、b都向相互背离的方向运动,则b收到的声频比a发出的高答案:A二、振动图象和波的图象.振动图象和波的图象振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别,但实际上它们有本质的区别。
(1)物理意义不同:振动图象表示同一质点在不同时刻的位移;波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。
(2)图象的横坐标的单位不同:振动图象的横坐标表示时间;波的图象的横坐标表示距离。
(3)从振动图象上可以读出振幅和周期;从波的图象上可以读出振幅和波长。
简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较:简谐振动简谐横波图象坐标横坐标时间介质中各质点的平衡位置纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移研究对象一个质点介质中的大量质点物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移随时间的变化原有图形不变,图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播;介质中各质点做简谐振动2.描述波的物理量——波速、周期、波长:(1)波速v:运动状态或波形在介质中传播的速率;同一种波的波速由介质决定。
注:在横波中,某一波峰(波谷)在单位时间内传播的距离等于波速。
(2)周期T:即质点的振动周期;由波源决定。
(3)波长λ:在波动中,振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。
注:在横波中,两个相邻波峰(波谷)之间的距离为一个波长。
结论:(1)波在一个周期内传播的距离恰好为波长。
由此:①v=λ/T=λf;λ=vT.②波长由波源和介质决定。
(2)质点振动nT(波传播nλ)时,波形不变。
(3)相隔波长整数倍的两质点,振动状态总相同;相隔半波长奇数倍的两质点,振动状态总相反。
3.波的图象的画法波的图象中,波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向,这三者中已知任意两者,可以判定另一个。
(口诀为“上坡下,下坡上”;或者“右上右、左上左))4.波的传播是匀速的在一个周期内,波形匀速向前推进一个波长。
n个周期波形向前推进n个波长(n可以是任意正数)。
因此在计算中既可以使用v=λf,也可以使用v=s/t,后者往往更方便。
5.介质质点的运动是简谐运动(是一种变加速运动)任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A,在半个周期内经过的路程都是2A,但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。
6.起振方向介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。
【例5】在均匀介质中有一个振源S,它以50HZ的频率上下振动,该振动以40m/s的速度沿弹性绳向左、右两边传播。
开始时刻S的速度方向向下,试画出在t=0.03s时刻的波形。
解析:从开始计时到t=0.03s经历了1.5个周期,波分别向左、右传播1.5个波长,该时刻波源S的速度方向向上,所以波形如右图所示。