机械振动与机械波相结合的综合应用(教案).doc

机械振动与机械波相结合的综合应用【教学目标】1、通过对比简谐运动与简谐波，掌握简谐运动与简谐波的特征及描述方法。2、知道简谐运动与简谐波相结合的综合题的题型，掌握解决此类问题的基本方法。【教学过程】一、核心知识1、研究对象：简谐运动、简谐波2、简谐运动与简谐波的对比学生活动：学生先讨论课前独立填写的学案中的下表中红色内容（2分钟），然后老师投影展示。对象内容简谐运动简谐波形成条件F回=-kx简谐运动、传播介质两种运动的描述文字物理量整体：A、T（f）点：x、F回、a、v、Ek、EPA、T（f）、λ、v公式图像图形特点①形状：正弦曲线②变化：随时间推移，图像延续，但已有形状不变①形状：正弦曲线②变化：随时间推移，图像沿传播方向平移物理意义表示某质点各个时间的位移表示某时各质点的位移描述信息①A、T（f）的大小②各时刻x的大小和方向③各时刻F回、a、v的方向及大小变化趋势④各时刻Ek、EP大小变化趋势①A、λ的大小②任意质点x的大小和方向③任意质点F回、a、v的方向及大小变化趋势④波的传播方向与波点质点的振动方向互判相互联系简谐运动→←简谐波二、命题探究学生活动：①学生先小组讨论学案上按要求完成的内容（每一类问题2分钟），然后展示要难点问题，提请全班讨论解决。②第三类题型讨论完后，总结合归纳解题基本方法。老师活动：①老师对重点突破共同难点问题，突破方法是通过提前预设的PPT进行分析。②对学生归纳的解题方法进行提炼和深化。③强调解题规范。1、已知波的传播和波上质点振动的部分信息，分析问题【例1】（2016年全国Ⅲ卷，34（1））（5分）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20Hz，波速为16m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8m、14.6m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．P、Q两质点运动的方向始终相同B．P、Q两质点运动的方向始终相反C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰【答案】BDE【考点】波的图像，波长、频率和波速的关系【解析】根据题意信息可得，，故波长为，找P点关于S点的对称点，根据对称性可知和P的振动情况完全相同，、Q两点相距，为半波长的整数倍，所以两点为反相点，故、Q两点振动方向始终相反，即P、Q两点振动方向始终相反，A错误B正确；P点距离S点，当S恰好通过平衡位置向上振动时，P点在波峰，同理Q点距离S点,当S恰好通过平衡位置向下振动时，Q点在波峰，DE正确。巩固练习：（2016年全国Ⅱ卷，34（2）））（10分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长不小于10cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=5cm处的两个质点．t=0时开始观测，此时质点O的位移为y=4cm，质点A处于波峰位置；时，质点O第一次回到平衡位置，t=1s时，质点A第一次回到平衡位置．求:（ⅰ）简谐波的周期、波速和波长；（ⅱ）质点O的位移随时间变化的关系式．【答案】（i）T=4s，v=7.5cm/s，λ=30cm（=1\*romani=2\*romani）或者【解析】（i）t=0s时，A处质点位于波峰位置t=1s时，A处质点第一次回到平衡位置可知，T=4s时，O第一次到平衡位置，t=1s时，A第一次到平衡位置可知波从O传到A用时，传播距离x=5cm故波速，波长λ=vT=30cm（ⅱ）设，可知又由t=0s时，y=4cm；，y=0，代入得A=8cm，再结合题意得故或者2、已知两个时刻的波形图和部分信息，分析问题y/cmx/cm0816【例2】（2018年全国Ⅲ，34（1））(5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0和t=0.20s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20s。下列说法正确的是______。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分)A．波速为0.40m/sB．波长为0.08mC．x=0.08m的质点在t=0.70s时位于波谷D．x=0.08m的质点在t=0.12s时位于波谷E．若此波传入另一介质中其波速变为0.80m/s，则它在该介质中的波长为0.32m【答案】ACE【考点】波动图像、波速计算、波动传播及其相关的知识点。【解析】根据波形图可知，波长λ=16cm=0.16m，选项B错误；根据t=0时刻和t=0.20s时刻的波形图和该波的周期T>0.20s可知，可知该波的周期T=0.40s，波速v=