§10－1 波的形成和傳播
【教學目的】
1．在物理知識方面的要求：
(l)明確機械波的產生條件；
(2)掌握機械波的形成過程及波動傳播過程的特徵；
(3)了解機械波的種類極其傳播特徵；
(4)掌握描述機械波的物理量(包括波長、頻率、波速)。
2．要重視觀察演示實驗，對波的產生條件及形成過程有全面的理解，同時要求學生仔細分析課本的插圖。
3．在教學過程中教與學雙方要重視引導和自覺培養正確的思想方法。
【重點難點】
1．重點是機械波的形成過程及描述；
2．難點是機械波的形成過程及描述。
【教具準備】
1．演示繩波的形成的長繩；
2．橫波、縱波演示儀；
3．描述波的形成過程的掛圖。
【教學過程】
(一)引入新課
我們學習過的機械振動是描述單個質點的運動形式，這一節課我們來學習由大量質點構成的彈性介質的整體的一種運動形式——機械波。
(二)教學過程設計
1．機械波的產生條件
例子——水波：向平靜的水面投一小石子或用小樹枝不斷地點水，會看到水面上一圈圈起伏不平的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。
演示——繩波：用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向繩的另一端傳播出去，形成繩波。
以上兩種波都可以叫做機械波。
(l)機械波的概念：機械振動在介質中的傳播就形成機械波
(2)機械波的產生條件：振源和介質。
振源——產生機械振動的物質，如在繩波中繩子端點在手的作用下不停抖動就是振源。
介質——傳播振動的介質，如繩子、水。
2．機械波的形成過程
(1)介質模型：把介質看成由無數個質點彈性連線而成，可以想象為(圖1所示)
(2)機械波的形成過程：
由於相鄰質點的彈力的作用，當介質中某一質點發生振
動時，就會帶動周圍的質點振動起來，從而使振動向遠處傳播。例如：
圖2表示繩上一列波的形成過程。圖中1到18各小點代表繩上的一排質點，質點間有彈力聯絡著。圖中的第一行表示在開始時刻(t=0)各質點的位置，這時所有質點都處在平衡位置。
其中第乙個質點受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運動，設振動週期為t，則第二行表示經過t／4時各質點的位置，這時質點1已達到最大位移，正開始向下運動；質點2的振動較質點1落後一些，仍向上運動；質點3更落後一些，此時振動剛傳到了質點4。第三行表示經過t／2時各質點的位置，這時質點1又回到平衡位置，並繼續向下運動，質點4剛到達最大位移處，此時振動傳到了質點7。依次推論，第
四、五、六行分別表示了經過3t／4、t和5t／4後的各質點的位置，並分別顯示了各個對應時刻所有質點所排列成的波形。
3．對機械波概念的理解
(1)機械波是構成介質的無數質點的一種共同運動形式；
(2)當介質發生振動時，各個質點在各自的平衡位置附近往復運動，質點本身並不隨波遷移，機械波向外傳播的只是機械振動的形式(演示橫波演示器)；
(3)波是傳播能量的一種方式。
4．波的種類
按波的傳播方向和質點的振動方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。
(1)橫波
定義：質點的振動方向與波的傳播方向垂直。
波形特點：凸凹相間的波紋(觀察橫波演示器)，又叫起伏波。如圖3波形所示。
(2)縱波
定義：質點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。
波形特點：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖4波形所示。
例：聲波是縱波，其中：振源——聲帶；
介質——空氣、固體、液體。
**波既有橫波又有縱波。
水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。
5．描述機械波的物理量
(1)波長
定義：沿著波的傳播方向，兩個相鄰的在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點間的距離。
單位：公尺（m）符號：λ
演示：觀察演示儀器，從中可以看出：
①在橫波中波長等於相鄰兩個波峰或波谷之間的距離；
在縱波中波長等於相鄰兩個密部或疏部的**之間的距離。
②質點振動乙個週期，振動形式在介質中傳播的距離恰好等於乙個波長，即在乙個週期裡振動在介質中傳播的距離等於乙個波長。
(2)波速
定義：波的傳播快慢，其大小由介質的性質決定的，在不同的介質中速度並不相同。單位：公尺/秒（m/s） 符號：v
表示式：v=λ/t
(3)頻率
質點振動的週期又叫做波的週期(t)；質點振動的頻率又叫做波的頻率(f)。波的振動週期和頻率只與振源有關，與介質無關。
6．思考題
機械振動與機械波的關係。
§10－2 波的圖象
【教學目標】
1．明確波的圖象的物理意義。
2．從波的圖象中會求：
①波長和振幅；②已知波的傳播方向求各個質點的振動方向，或已知某一質點的振動方向確定波的傳播方向；③會畫出經過一段時間後的波形圖；④質點通過的路程和位移。
3．明確振**象與波**形的區別。
4．掌握波的時間週期性和空間週期性的特點。
【重點難點】
1．重點是明確波的圖象的物理意義；
2．難點是對波的時間與空間週期性的理解與應用。
【教學過程】
(一)引入新課
機械波是機械振動在介質裡的傳播過程，從波源開始，隨著波的傳播，介質中的大量質點先後開始振動起來，雖然這些質點只在平衡位置附近做重複波源的振動。但由於它們振動步調不一致，所以，在某一時刻介質中各質點對平衡位置的位移各不相同。為了從總體上形象地描繪出波的運動情況，物理學中採用了波的圖象。
(二)教學過程設計
1．波的圖象
在平面直角座標系中：橫座標——表示在波的傳播方向上各質點的平衡位置與參考點的距離。
縱座標——表示某一時刻各質點偏離平衡位置的位移。
連線各位移向量的末端所得到的曲線就形成了波的圖象，如圖1中甲表示某一時刻繩上的一列橫波，乙是它的圖象。
橫波的圖象與縱波的圖象形狀相似，波的圖象又叫波形圖。縱波的圖象較為複雜，不再深入討論。簡諧波的圖象是一條正弦或余弦曲線。
2．波的圖象的物理意義
波的圖象表示介質中各質點在某一時刻(同一時刻)偏離平衡位置的位移的空間分布情況。在不同時刻質點振動的位移不同，波形也隨之改變，不同時刻的波形曲線是不同的。圖2中虛線表示經過△t時間後的波的形狀和各質點的位移。
從某種意義上講，波的圖象可以看作是「位移對空間的展開圖」，即波的圖象具有空間的週期性；同時每經過乙個週期波就向前傳播乙個波長的距離，雖然不同時刻波的形狀不同，但每隔乙個週期又恢復原來的形狀，所以波在時間上也具有週期性。
3．從波的圖象上可獲取的物理資訊
例：如圖3所示為一列簡諧波在某一時刻的波的圖象。
求：(1)該波的振幅和波長。
(2)已知波向右傳播，說明a、b、c、d質點的振動方向。
(3)畫出經過 t／4後的波的圖象。
解：(1)振幅是質點偏離平衡位置的最大位移，波長是兩個相鄰的峰峰或谷谷之間的距離，所以振幅a=5cm，波長λ=20m。
(2)根據波的傳播方向和波的形成過程，可以知道質點b開始的時間比它左邊的質點a要滯後一些，質點a已到達正向最大位移處，所以質點b此時刻的運動方向是向上的，同理可判斷出c、d質點的運動方向是向下的。
(3)由於波是向右傳播的，由此時刻經t/4後波的圖象，即為此時刻的波形沿波的傳播方向推進λ／4的波的圖象，如圖4所示。
討論：1．若已知波速為20m／s，從圖示時刻開始計時，說出經過5s， c點的位移和通過的路程。
2．若波是向左傳播的，以上問題的答案應如何？
3．從波的圖象可以知道什麼？
總結：從波的圖象上可獲取的物理資訊是：
(1)波長和振幅。
(2)已知波的傳播方向可求各個質點的振動方向。(若已知某一質點的振動方向也可確定波的傳播方向。可以提出問題，啟發學生思考。)
(3)經過一段時間後的波形圖。
(4)質點在一段時間內通過的路程和位移。
4．例題
一列簡諧橫波在x軸上傳播，圖5所示的實線和虛線分別為t1和t2兩個時刻的波的圖象，已知波速為16m／s。
(1)如果波是向右傳播的，時間間隔(t2—t1)是多少？
(2)如果波是向左傳播的，時間間隔(t2—t1)是多少？
解：(1)從波形上看，t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的
(2)同理，從波形上看，t2時刻的虛線波形在t1時刻的實線波形的左
§10－3 波長、頻率和波速
【教學目標】
1、知識目標：
① 知道什麼是波的波長，能在波的圖象中求出波長。
② 知道什麼是波傳播的週期（頻率），理解週期與質點振動週期的關係。
③ 理解決定波的週期的因素，並知道其在波的傳播過程中的特點。
④ 理解波長、週期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關係，並會應用這一關係進行計算和分析實際問題。
2、能力目標：
學會應用波長、週期（頻率）和波速的關係分析解決實際問題的方法。
【教學重點】
理解波長、週期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關係，並會應用這一關係進行計算和分析實際問題。
【教學方法】
實驗演示和多**輔助教學
【教具】
波動演示儀、演示波的圖象用的教學課件、計算機、大螢幕
【教學過程】
（一）引入新課
在物理中，一些物理現象、過程、規律等，都需要用物理量進行描述。同樣，機械波及其傳播過程，也需要一些物理量進行描述。在上一節我們認識和理解波的圖象的基礎上，這節課，我們來學習和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速
【板書】第三節波長、頻率和波速
（二）進行新課
【板書】一、波長（λ）
在教材中的圖10-5可以看出，由質點1發出的振動傳到質點13，使質點13開始振動時，質點1完成一次全振動，因而這兩個質點的振動步調完全一致。也就是說，至兩個質點在振動中的任何時刻，對平衡位置的位移大小和方向總是相等的。我們就把這樣兩個質點之間的距離叫做波長。
【板書】1、在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質點間的距離，叫做波的波長。
對於波長這個物理量，我們還需要結合波的圖象，進一步加深理解。
【板書】2、幾點說明
要理解「位移總相等」的含義。這裡要求的是每時每刻都相等。如圖10-10所示，如e、f兩點在圖示的時刻位移是相等的，但過一段時間後，位移就不一定相等，所以e、f兩點的距離就不等於乙個波長。
【板書】（1）「位移總相等」 的含義是「每時每刻都相等」。
從波的圖象中不難看出，位移總相等的兩個質點，其速度也總是相等的。
【板書】（2）位移總相等的兩個質點，其速度也總是相等的。
在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等於波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等於波長。
結合圖10-10，我們可以看到，相距λ/2的兩個質點振動總是相反的。進而可以總結出這樣的結論：相距λ整數倍的質點振動步調總是相同的；相距λ/2奇數倍的質點振動步調總是相反的。
【板書】（3）相距λ整數倍的質點振動步調總是相同的；相距λ/2奇數倍的質點振動步調總是相反的。
在波的傳播過程中，由於波源質點的振動，而帶動相鄰的質點依次振動，各個質點振動的週期與頻率，都與波源質點的振動週期和頻率相同。所以波的傳播是具有週期性的。因此，為了描述波的傳播過程，還需要引入物理量——週期和頻率。
【板書】二、週期（t）、頻率（f）
波源質點振動的週期（或頻率）也就是波傳播的週期（頻率）。
【板書】1、波源質點振動的週期（或頻率）就是波的週期（或頻率）。
第十章機械能
第十章機械能 內能及其轉化 第一節機械能 第一課時 學習目標 1.理解動能 重力勢能，知道彈性勢能。2.通過觀察物體具有動能 重力勢能 彈性勢能一系列的實驗，學習觀察物理實驗的現象的方法，提高觀察能力 學習重點 動能 重力勢能和彈性勢能的影響因素，讓學生體驗 的過程。學習難點 學生設計完成 試驗，並...
第十章技術
第一節一般規定 一 基本規定 1 施工技術資料的形成應符合國家相關的法律 法規 施工質量驗收標準和規範 工程合同和設計檔案的規定。施工技術資料的依據，同時應符合地方規定。2 工程各參建單位應將施工技術資料的形成和積累納人施工管理的各個環節和有關人員的職責範圍。施工技術資料應有專人負責收集 整理及審核...
第十章複習
第十章社會主義社會的法律調整及其機制 習題部分 一 填空題 1 法律調整的物件是社會關係參加者的 意志行為 2 基本的法律調整方式有 積極義務的調整方式 允許的調整方式 和 禁止的調整方式 3 法律調整是根據一定社會生活的需要，運用一系列 法律手段 對 社會關係 施加的有結果的 規範組織作用。4 法...