《振动图像与波动图像的比较》教案

《振动图像与波动图像的比较》教案

吴元清 2013、4、10

课题: 振动图像与波动图像的比较

教学目的:

知识与技能 : 知道振动图像和波动图像的区别与联系，知道波的传播方向与质点的振动

方向的关系。

知道用振动图像能表示波动中某一个质点的振动规律。

过程与方法: 通过教学，掌握由波的传播方向判断质点的振动方向（或由质点的振动方

向判断波的传播方向）的方法。

知道波动图像随时间变化，知道画后某一时刻波动图像的方法

情感态度与价值观: 通过感悟，使学生获得对振动图像和波动图像的正确认识，通过分析、讨论、总结等学习活动，培养学生热爱物理学习的情感和积极参与、相互配合的学习精神。

教学重点:振动图像与波动图像的区别和联系的教学

教学难点: 波动图像的横轴表示各个质点的平衡位置的理解、波动图像随时间的变化关

系、波的传播方向与质点的振动方向的关系的理解

重点与难点的突破方法:

本次课学习的振动图像与波动图像的比较，是振动和波动知识综合性较强的地方， 学生往往容易把两种图像混淆，因此，在教学中应联系两种图像的形成过程、图像的 变化情况、及各个物理量的变化规律进行比较教学；再通过例题的教学，加深对两种 图像的区别的理解并应用于解题中。

教具准备：多媒体课件、波动图像演示器 教学过程：

一、知识回顾：

多媒体投影图1（振动图像） 教师：图1是什么图像？ 学生：是振动图像；

教师：从图像中能获得哪些信息？

学生：从图像中能获得的信息是：周期、振幅、任意时刻

的位移、加速度方向、振动方向。 多媒体投影图2（波动图像） 教师：图2是什么图像？ 学生：是波动图像。

教师：从图像中能获得哪些信息？

y/cm 5 0 -5 y/cm 5 0 -5 图2

1 2 图1 3 4 t/s

v 1 2 4 x/m

学生：从图像中能获得的信息是：振幅、波长；该时刻各质点的位移、加速度；已知波的传播方向可确定该时刻各质点的振动方向，反之，已知各质点的振动方向，可确定

波的传播方向。

教师：从这两个图像看，两个图像的形状相同，它们有什么区别吗？ 二、新课教学：

教师：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。

同时，两个图像之间也有相互联系的地方。 多媒体投影振动图像与波动图像比较的表格 教师：两个图像的形状怎样？

学生：两个图像的形状相似，都是按正弦规律（或余弦规律）变化 教师：两个图像的横轴各表示什么？

学生：振动图像的横轴表示时间，波动图像的横轴表示个质点的平衡位置。 教师：请同学们思考：两个图像的研究对象有什么不同呢？ 播放多媒体视频：振动图像的描画 教师：振动图像的研究对象是什么？ 学生：做简谐运动的质点。

播放多媒体视频：波动图像的描画、演示：横波的形成。 教师：波动图像的研究对象是什么？

学生：波动图像是以参与波动的所有质点为研究对象的。 教师：可见，振动图像与波动图像的研究对象不同。

同学们请思考：振动图像和波动图像有怎样的物理意义？

学生：（在老师的引导下回答）振动图像描述的是一个质点相对平衡位置的位移随时间的

变化规律；波动图像反映的是在某同一时刻介质中各个质点相对平衡位置的位移。 教师：可见，振动图像与波动图像的物理意义也不同。

前面我们已经知道，振动图像和波动图像为我们提供的物理信息也不同。 教师：振动图像和波动图像会保持原来的形状不变吗? 多媒体播放振动图像的变化 教师：振动图像的变化有什么规律？ 学生：随着时间的延长，图线往后延伸 演示：机械波的变化

教师：波动图像的变化有什么规律？

学生：（在老师的引导下回答）波动图像随时间沿波的传播方向平移，一个周期移动一个

波长的距离，故波动图像经过一个周期，重复一次原来的形状。 教师：可见，两个图像随时间的变化规律也是不同的。

振动图像与波动图像有这多区别的地方，那么，它们有联系的地方吗？

（提示：振动图像描述单个质点的振动规律，而波动中的每个质点都是做振动的，

那么，振动图像与波动图像的联系在……） 学生：振动图像可以表示波动中某一个质点的振动规律

例题：如图所示，分别为一列横波在t=0时刻的波动图像和在x=6cm处质点从该时刻开始计时的振动图像，求：

（1）由振动图像指出质点的振动周期、振幅和波的传播周期，在t=4s时刻质点的振动方

向。

（2）求这列波的传播速度和传播方向。

（3）分析，图示时刻以后，x=3cm处的质点和x=5cm处的质点那个先回到平衡位置 （4）画出在t=2s时，波的图像。

-5 5 0 2 4 6 y/cm 5 0 8 10 x/cm

-5 y/cm 2 4 6 8 t/s

两个图像的比较表 比较内容 图象形状 0 y 振动图象 y 0 波动图象 v x t 时间 一个质点 横坐标 研究对象 物理意义 各个质点的平衡位置 介质中的各个质点（整体） 反映某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移组成的波形 振幅、波长；该时刻各质点的位移、加速度方向；已知波的传播方向可确定该时刻各质点的振动方向，反之亦然。 y 0 反映某一个质点相对平衡位置的位移随时间的变化规律 振幅、周期；任一时刻质点的位移、加速度方向、振动（速度）方向； 图象提供的物理信息 图象的变化（T/4后 的图象） 形象比喻 联系 0 y T v t λ x 原图象延伸T/4 拍一个人做广播操的录像 图象沿传播方向平移λ/4 拍许多人做广播操的一张照片 振动图像可表示波动中某质点的振动规律 板书设计： 振动图像与波动图像的比较

比较内容：图像的形状、、横坐标的意义、研究对象、图像的物理意义、图像提供的物理信息、图像的变化规律。 图像的联系

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