3.2波的描述
【学习目标】
1．能够通过描点的方法作出波的图像，理解波的图像的物理意义。 2．从波的图象中会求机械波的相关物理量。 3．明确振动图象与波动图形的区别。
4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。
5．知道什么是波长、频率和波速，理解波长、频率和波速的关系，了解决定波长、频率和波速的因素。
【学习重点】
1．理解波的图像的物理意义，并从图像中分析相关问题。 2．理解波长、频率和波速的关系。
【学习难点】
1．明确振动图象与波动图形的区别。
2．理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系。 3．分析、解决波的多解问题。
【学习过程】
一、温故知新
问题1：机械波形成条件是什么？
问题2：机械波特点是什么？
问题3：机械波的实质是什么？
问题4：波的种类有几种？
二、新知学习
（一）波的图像
预习教材后，回答下列问题：
1．在波的图象中，横纵坐标分别表示什么物理量？
（1）横坐标：_________________________________________。
（2）纵坐标：_________________________________________。
在xOy坐标平面上，画出各个质点的平衡位置x与各个质点偏离平衡位置的位移y的各个点(x，y)，并把这些点连成曲线，就得到某一时刻的波的图象，简称波形图。（二）波长、频率和波速
1．波长：
在横波中，两个_________________________________________的距离等于波长。 在纵波中，两个_______________________________________的距离也等于波长。 （1）“位移总相等”的含义是“每时每刻都相等”。
（2）位移总相等的两个质点，其速度______________________。
（3）相距λ整数倍的质点振动步调总是_____________；相距λ/2奇数倍的质点振动步调总是_____________。
2．频率（周期）：
（1）波源以某一频率振动后，介质中的质点也依次以这个频率振动。这个频率就是波的频率，与介质_____________。
（2）每经过一个周期的时间，波传播的距离等于_____________。 （3）每经历一个周期，原有的波形图不改变。 3．波速：
波速：一个周期T内，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ，所以波在介质中的传播速度v=__________=__________
（1）机械波在介质中的传播速度由__________决定，同一列波在不同介质中传播速度__________。
（2）波速等于波长和频率的乘积。这个关系虽然是从机械波得到的，但是它对于我们以后要学习的电磁波、光波也是适用的。
4．波长、周期（或频率）和波速的关系
问题：在波动中，每经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长λ。由此我们可以找到λ、T（或f）和v三者之间的关系。请同学们推导：
讨论与交流：波动图象与振动图象的联系和区别。
【练习巩固】
1．当波从一种介质进入另一种介质时，保持不变的物理量是（ ） A．波长 B．波速 C．频率 D．周期 2．在波的传播过程中，下列说法正确的是（ ） A．每个质点的振动频率都等于波源频率 B．波速由介质决定 C．波的频率与介质无关
D．振动情况完全相同的质点间的距离等于一个波长
3．图中实线为t＝0时刻的波形图，虚线为t＝0.1s时刻的波形图。据此能否判定波的传播方向？
4．图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。设该波的周期T大于0.5s。
（1）如果波是向左传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？ （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大？波的周期是多大？
5．图为一列沿x轴正方向传播的简谐波在初始时刻的波形，试画出该简谐波经过极短一段时间后的波形图，并确定初始时刻图中A、B、C、D四个质点的振动方向及这段时间内质点速度大小的变化情况。
6．简谐横波某时刻的波形如图所示，??为介质中的一个质点，波沿??轴的正方向传播。
（1）此时刻与4??时刻，质点P的速度与加速度的方向各是怎样的？ （2）经过一个周期，质点P通过的路程为多少？
（3）有同学说由此时刻起经过4??后，质点P通过的路程为A0，你认为这种说法对吗？
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7．下图是一列波的图像。
（1）如果波沿着x轴的正方向传播，K、L、M三个质点，哪一个最先回到平衡位置？
（2）如果波沿着x轴的负方向传播，K、L、M三个质点，哪一个最先回到平衡位置？
8．一列横波某时刻的波形如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像。
（1）若波沿x轴的正方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？ （2）若波沿x轴的负方向传播，图乙为K、L、M、N四点中哪点的振动图像？
3.2波的描述
新教材高中物理人教版(2019)选择性必修 第一册-3.2 波的描述-学案
