【學習目標】
1.能用描點法作橫波的圖像，理解波的圖像的物理意義。
2.理解波長，頻率和波速的意義及其關(guān)系。
3.能判斷波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向。
【學習重難點】
1.教學重點：機械波在傳播過程中，介質(zhì)中質(zhì)點在各自平衡位置的振動情況以及振動以波的形式在介質(zhì)中傳播的理解。
2.教學難點：機械波傳播的是振動形式和能量，而質(zhì)點本身并不隨波的傳播方向而遷移。
【知識回顧】
一、橫波和縱波
機械波可分為橫波和縱波兩類，其波形及描述對比如下：
二、機械波
1．介質(zhì)
(1)定義：繩、彈簧、水、空氣等__波__借以傳播的物質(zhì)。
(2)特點：組成介質(zhì)的質(zhì)點之間有__相互作用__，一個質(zhì)點的振動會引起相鄰質(zhì)點的振動。
2．形成
機械振動在__介質(zhì)__中傳播，形成機械波。
3．兩個產(chǎn)生條件
(1)要有__振源__。
(2)要有傳播振動的__介質(zhì)__。
4．傳遞的三個特點
(1)介質(zhì)中的機械波傳播時，介質(zhì)本身并不隨波一起傳播，它傳播的只有__振動__這種運動形式。
(2)波是傳遞__能量__的一種方式。
(3)波可以傳遞__信息__。
【自主預習】
一、波的圖像
1．波的圖像的畫法
(1)建立坐標系，描點
用橫坐標x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點的平衡位置，縱坐標y表示某一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移．得到一系列坐標為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，…的點．
(2)連線
用一條平滑的曲線把各點連接起來就是這一時刻波的圖像，有時也稱波形圖.
2．正弦波(簡諧波)
(1)如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫作正弦波，也叫簡諧波．
(2)簡諧波中各質(zhì)點的振動是簡諧運動．
3．波形圖與振動圖像
(1)波形圖表示介質(zhì)中的“各個質(zhì)點”在“某一時刻”的位移．
(2)振動圖像表示介質(zhì)中“某一質(zhì)點”在“各個時刻”的位移．
二、波長、頻率和波速
1．波長λ
(1)定義：在波的傳播方向上，振動相位總是相同的兩個相鄰質(zhì)點間的距離．
(2)特征
①在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長．
②在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離等于波長．
2．周期T、頻率f
(1)周期(頻率)：在波動中，各個質(zhì)點的振動周期(或頻率)也叫波的周期(或頻率)．
(2)周期T和頻率f的關(guān)系：f＝eq \f(1,T).
(3)波長與周期的關(guān)系：經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長．
3．波速
(1)定義：機械波在介質(zhì)中的傳播速度．
(2)決定因素：由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速是不同(選填“相同”或“不同”)的．
(3)波長、周期、頻率和波速的關(guān)系：v＝eq \f(λ,T)＝λf.
【課堂探究】
【新課導入】
觀察水波，水波在時間和空間上在做周期性變化，我們?nèi)绾稳ッ枋鏊?？波是不斷變化的，如果知道了某一時刻的水波，又如何判斷上一時刻或下一時刻的水波呢？

【新課教學】
任務一、波的圖像
（一）波的圖象表示法
我們可以用照象機把波的形狀攝下來，就是按下快門瞬間各個質(zhì)點離開各自平衡位置時的情形。我們就把這些質(zhì)點連成曲線，就是該時刻的波的圖象。

我們怎么準確描述上述圖形中各個質(zhì)點的位置？
我們可以根據(jù)波的圖像得出那些信息？
應用一：波的傳播方向 質(zhì)點的振動方向
（1）質(zhì)點帶動法
先振動的質(zhì)點帶動鄰近的后振動質(zhì)點，在質(zhì)點P靠近波源一方附近的圖像上另找一點P′，若P′在P點下方，則P向下振動，若P′在上方，則P 振動。
（2）圖象微平移法
將波形圖沿傳播方向進行微小平移，再由x軸上某一位置的兩波形曲線上的點來判定.
從波源沿傳播方向看：
上下坡法
判斷方法：上坡上的質(zhì)點 振動，下坡上的質(zhì)點 振動
（4）三角形法
（5）同側(cè)法
在波的圖像上的某一點，沿豎直方向畫出一個箭頭表示質(zhì)點振動方向，并設想在同一點沿水平方向畫一個箭頭表示波的傳播方向，那么這兩個箭頭總是在曲線的 。
應用二：求波在任意時刻的波形圖
畫出經(jīng)t=T/4后的波形圖
（1）描點法：
（2）平移法:
任務二、波長、頻率和波速
（一）波長
在上節(jié)圖中，從 t=0 到 t=T 這段時間里，由質(zhì)點 P0 發(fā)出的振動傳到質(zhì)點 P8，使質(zhì)點 P8 開始振動。這時質(zhì)點 P0 恰好結(jié)束了一次全振動而開始下一次全振動，此后質(zhì)點 P0 和質(zhì)點 P8 的振動步調(diào)相位是否完全一致？
像這樣的質(zhì)點你還能找到哪些？他們有什么共同點？
閱讀課文，請總結(jié)波長的概念。
1.定義:
2.幾點說明 ：
（二）周期（T）、頻率（f）
在振源 P0完成一次全振動的時間里,波是否也完成了一次周期性的波動?
每個質(zhì)點是否都在做受迫振動？如果都在做受迫振動，那么每個質(zhì)點的振動周期與波源振動的關(guān)系是怎樣的？
由振源 P0 發(fā)出的振動，經(jīng)過一個周期 T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于多長一段距離？
閱讀課文，請總結(jié)波長的概念。
定義：
2.幾點說明：
（三）波速（v）
閱讀課文，請總結(jié)波速（v）的概念。
定義：
物理意義：
3.幾點說明：
任務三、波的多解性
思考與討論
思考與討論：圖中實線為t＝0時刻的波形圖，虛線為t＝0.1 s時刻的波形圖。據(jù)此能否判定波的傳播方向？
（二）波的多解問題
1．造成波動問題多解的主要因素
(1)周期性
①時間周期性：相隔周期 倍時間的兩個時刻的波形圖完全相同，時間間隔Δt與周期T的關(guān)系不明確造成多解．
②空間周期性：沿傳播的方向上，相隔波長的 倍距離的兩質(zhì)點的振動情況完全相同，質(zhì)點間距離Δx與波長λ的關(guān)系不明確造成多解．
(2)雙向性
對給定的波形圖，波的傳播方向不同，質(zhì)點的振動方向也不同，反之亦然。
①傳播方向 性：波的傳播方向不確定．
②振動方向 性：質(zhì)點振動方向不確定．
2．波動問題的幾種可能性
3．解決波的多解問題的方法
(1)解決周期性多解問題時，一般采用從特殊到一般的思維方法，即找出一個周期內(nèi)滿足條件的關(guān)系Δ t或Δ x，若此關(guān)系為時間，則t ＝ ；若此關(guān)系為距離，則x ＝ 。
(2)解決雙向性多解問題時,養(yǎng)成全面思考的習慣，熟知波有向 兩方向傳播的可能，質(zhì)點有 兩方向振動的可能。
現(xiàn)在你可以回答思考與討論了嗎？
【自我測評】
1.(多選)如圖所示為一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在某個時刻的波形圖，由圖像可知( )
A．質(zhì)點b此時位移為零
B．質(zhì)點b此時向－y方向運動
C．質(zhì)點d的振幅是2 cm
D．質(zhì)點a再經(jīng)過eq \f(T,2)通過的路程是4 cm，偏離平衡位置的位移大小是4 cm
2. (多選)如圖所示為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，此時刻質(zhì)點F的振動方向如圖所示．則( )
A．該波向右傳播
B．質(zhì)點B和D的運動方向相同
C．質(zhì)點C比質(zhì)點B先回到平衡位置
D．此時質(zhì)點F和H的加速度相同
3.(多選)如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，從波傳到x＝5 m的M點時開始計時，已知P點相繼出現(xiàn)兩個波峰的時間間隔為0.4 s，下面說法中正確的是( )
A．這列波的波長是4 m
B．這列波的傳播速度是10 m/s
C．質(zhì)點Q(x＝9 m)經(jīng)過0.5 s才第一次到達波峰
D．M點以后各質(zhì)點開始振動的方向都是向下的
【學后反思】本節(jié)課學習中，你有哪些收獲，還有哪些問題？定義
標識性物理量
實物波形
橫
波
質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向相互__垂直__的波
①波峰：凸起的__最高處__
②波谷：凹下的__最低處__
縱
波
質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在__同一直線上__的波
①密部：質(zhì)點分布__最密__的位置
②疏部：質(zhì)點分布__最疏__的位置

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