2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三2.2《機(jī)械波的圖象描述》WORD教案1.doc

2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-4選修三2.2機(jī)械波的圖象描述WORD教案1 波動(dòng)圖象是高考命題頻率最多的知識(shí)點(diǎn)，題型主要以選擇和填空題居多，偶爾也有計(jì)算題型波的圖象是高考的重點(diǎn)也是高考的難點(diǎn) 波的圖象要與振動(dòng)圖象區(qū)別開簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，反映的是質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律，圖線隨著時(shí)間的繼續(xù)要延伸，但原有圖形不變波動(dòng)圖象，反映的是同一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)各自平衡位置的位移，波形在不同時(shí)刻呈現(xiàn)不同，但波形具有周期性和重復(fù)性 波的周期性分空間周期性(在同一波線上，相距為波長(zhǎng)整數(shù)倍的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況完全相同)和時(shí)間周期性(波在傳播過(guò)程中，經(jīng)過(guò)整數(shù)倍周期時(shí)，其波形圖線相同)波的圖象問(wèn)題要注意以下五種情況可能引起的多解：波的空間周期性引起；波的時(shí)向周期性引起；波的雙向性引起；介質(zhì)兩質(zhì)點(diǎn)間距離與波長(zhǎng)關(guān)系未定引起；介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向未定引起 解波的圖象問(wèn)題的方法：波形平移法(t后的波形，由原波形沿波傳播方向平移而得)；波圖象定義法(尋找某時(shí)刻各介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移矢量，連各矢量末端而成)；振動(dòng)落后法(離振源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越落后)；“上下坡”法(波形上坡段質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，波形下坡段質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)) 【典型例題透析】 識(shí)圖類 例1一列橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中實(shí)線所示，在t=1s時(shí)刻的波形如圖中虛線所示由此可以判定此波的： A.波長(zhǎng)一定是4cm B.周期一定是4sC.振幅一定是2cm D.傳播速度一定是1 cm/s命題意圖考查波長(zhǎng)、周期、振幅和傳播速度概念，考查公式和波的雙向性，考查從圖中搜取信息的能力解題思路由圖象可直接得出該波的波長(zhǎng)，振幅為2cm，故A、C正確但本題中未說(shuō)明波的傳播方向，如波沿x軸正向傳播，傳播時(shí)間，又，；波速如波沿x軸負(fù)向傳播，傳播時(shí)間，又，波速由以上分析可看出，波速和周期都不是定值故B、D不對(duì)本題正確答案為AC探討評(píng)價(jià)在給定兩時(shí)刻波形時(shí)，若不告之波的傳播方向，要注意波的雙向性可能引起的多解繪圖類試題 繪圖類試題分畫波形類題和應(yīng)用波形類題1.畫波形圖例2圖a中有一條均勻的繩，1、2、3、4、是繩上一系列等間隔的點(diǎn)現(xiàn)有一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩傳播某時(shí)刻，繩上9、10、11、12四點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向如圖b所示(其他點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況未畫圖)，其中點(diǎn)12的位移為零，向上運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)9的位移達(dá)到最大值試在圖c中畫出再經(jīng)過(guò)周期時(shí)點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向，其他點(diǎn)不必畫（圖c的橫、縱坐標(biāo)與圖a、b完全相同）命題意圖考查對(duì)波形成過(guò)程的理解，考查畫波形圖的能力解題思路已知在繩上傳播的是簡(jiǎn)諧橫波，因此第9、10、11、12四點(diǎn)的連線形成波形，從0點(diǎn)到第12點(diǎn)可以畫出一個(gè)完整的波形從圖上各點(diǎn)的位置和運(yùn)動(dòng)方向可以看出，第11點(diǎn)的位置和速度方向，恰是下一時(shí)刻第12點(diǎn)的位置和速度方向，由此判斷波動(dòng)向右傳播于是不難得到經(jīng)過(guò)周期時(shí)，點(diǎn)3、4、5、6的位置和速度方向見圖c 例3已知平面簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播，原點(diǎn)O的振動(dòng)圖線如圖a所示，t時(shí)刻的波形圖線如圖示，則t+0.5s時(shí)刻的波形圖線可能是：命題意圖考查由某一時(shí)刻波形畫另一時(shí)刻波形的能力，考查挖掘圖中隱含條件的能力解題思路由振動(dòng)圖象a可知振動(dòng)周期T=0.4s，經(jīng)，即經(jīng)過(guò)個(gè)周期后，波動(dòng)圖象與經(jīng)后的波動(dòng)圖象相同，若波沿x正向傳播，則波形b向右平移個(gè)波長(zhǎng)如圖D所示；若波沿x負(fù)方向傳播，則波形b向左平移個(gè)波長(zhǎng)如圖C所示選項(xiàng)CD正確探討評(píng)價(jià)由某一時(shí)刻波形畫另一時(shí)刻波形有兩種方法：一是平移法；二是波的定義法一般前一種方法比后一種方法簡(jiǎn)便2.應(yīng)用波形圖 例4簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖線如圖所示由此圖可知： A.若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的 B.若質(zhì)點(diǎn)b向上運(yùn)動(dòng)，則波是從左向右傳播的 C.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)c向下運(yùn)動(dòng)D.若波從右向左傳播，則質(zhì)點(diǎn)d向上運(yùn)動(dòng)解題思路利用“上下坡法則”判斷 上下坡法則：把波動(dòng)圖線類比凸凹的路面，凸凹路面就有上坡段和下坡段，沿著波的傳播方向看去，位于上坡段上的質(zhì)點(diǎn)就向下運(yùn)動(dòng)，下坡段上的質(zhì)點(diǎn)就向上運(yùn)動(dòng)；向上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位于下坡段，向下運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)位于上坡段若質(zhì)點(diǎn)a向下運(yùn)動(dòng)，由上下坡法則，a點(diǎn)必位于上坡段，只有由右向左看，a才處于上坡段，故波應(yīng)向左傳，選項(xiàng)A錯(cuò)同理分析B選項(xiàng)對(duì)若波從右向左傳，由上下坡法則，知d、c點(diǎn)位于下坡段，都應(yīng)向上運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)C錯(cuò)，D對(duì)正確選項(xiàng)為BD例5一根張緊的水平彈性繩上a、b兩點(diǎn)相距14.0m，b點(diǎn)在a點(diǎn)右方，當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正極大時(shí)，b點(diǎn)位移恰好為零且向下運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)1.00s后，a點(diǎn)位移為零向下運(yùn)動(dòng)，而b點(diǎn)位移恰好達(dá)到負(fù)極大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速可能等于：A.4.67m/s B.6m/s C.10m/s D.14m/s命題意圖根據(jù)波中兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)情況求波速解題思路根據(jù)題意可以畫出下圖，圖中實(shí)線表示開始時(shí)刻的波動(dòng)圖線，虛線表示1.00s以后的波動(dòng)圖線由圖可知： ，即：； ，即： 又。容易看出：當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，因而找到A、C是正確的，但B、D是否 正確就難以判斷由于n、k是彼此獨(dú)立的自然數(shù)，v值并不單純隨n增大而增大，因可以選較大的k，使v值反而減小，v也不單純隨k的增大而減小，因可以選較大的n，使v反而增加因此用試選k、n的值來(lái)判斷這兩個(gè)答案是否正確是困難的我們可以換一種方法：為判斷答案B是否正確，可以令v=6m/s，看k、n有無(wú)自然數(shù)的解：由式可得由于n、k皆為整數(shù)，此等式左側(cè)為偶數(shù)，不能等于1，所以式不能成立，可以否定答案B同理若，則得出=1，由于2(n-k)為偶數(shù)，不能等于1，從而否定了答案D正確答案只有選項(xiàng)A、C探討評(píng)價(jià) 本題未給波的圖象，但在解題中設(shè)定了一波形，然后就根據(jù)這一波形，尋找符合要求的a、b兩點(diǎn)，進(jìn)而找到隱含條件：a、b間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系；時(shí)間與周期的關(guān)系如果不借助這一波形，憑想象就很難找到這兩個(gè)隱含條件，因此，要善于借助圖象分析和解決問(wèn)題本題用到了空間周期性和波的時(shí)間周期性，