高二物理教案机械波--驻波.doc

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驻波

教学目标

一、知识目标

　　1．知道驻波现象，知道波腹和波节．

　　2．知道驻波是怎样产生的．

　　3．知道驻波是一种特殊的干涉现象．

二、能力目标

　　1．通过空气柱内驻波的教学，使学生学会测声波波长和波速的方法．

　　2．通过实验，培养学生的实验动手能力和观察能力．

三、情感目标

　　1．驻波是一种特殊的干涉现象，通过教学，使学生认识普遍性和特殊性的关系．

　　2.通过对有趣物理现象的观察，培养学生对科学的探究精神．

教学重点:

　　驻波现象、波腹和波节的教学．

教学难点:

　　对驻波是怎样产生的教学．

教材分析:

　　驻波是一种常见的现象，弦振动产生的驻波和空气柱振动产生的驻波，在国外教材中多加以介绍．我国高中教材多年没有这一内容，但为了使学生对波的认识更全面，新大纲列入了这一内容．但本书教材属于选学内容，所以教学时让学生对这一现象有个最初步的了解即可，不宜作过高的要求．

本节教学时，要做好课本的演示实验．

　　实验一：

弦上的驻波演示，利用已有的打点计时器、长木板、定滑轮和砝码即可完成．准备演示实验时要细心调整好弦线的长度．以取得最佳效果．

　　实验二：

演示空气柱内的驻波时，所用粗玻璃管长度可根据所用音叉的频率（波长）算出，使它能至少有1.5个波长为好．

　借助录像和计算机模拟，使学生对驻波有较形象的认识．

　讲解驻波如何产生时，只要让学生知道：

它是由两列在同一直线上向相反方向传播的行波叠加而成的，但叠加后介质的运动状态却不传播，故名“驻波”就可以了．

教学过程：

　　一列波在向前传播的途中遇到障碍物或两种介质的分界面时，会发生反射，反射回来的波和原来向前传播的波相互叠加，将产生一种特殊的干涉现象．

（一）驻波

　　【演示】弦线上的驻波，按课本提供的演示实验进行

　　1．波节和波腹

（1）波节：

像这种在弦线上始终是静止不动的点叫做波节

（2）波腹：

在波节和波节之间，振幅最大的那些点叫做波腹．

　　【特别强调】在波节和波节之间，各质点以相同的频率，相同的步调振动，但振幅不同，只有振幅最大的点才叫做波腹．

　　2．在相邻的两波节和波节之间，质点振动方向是相反的．相邻的两个波节（或波腹）之间的距离等于半个波长．即／2

　　3．驻波：

两列沿相反方向传播的振幅相同，频率相同的波叠加时形成的波叫做驻波．

　　【特别强调】驻波跟前面讲过的波形向前传播的那种波是显然不同的．相对于驻波来说波形向前传播的那种波叫做行波．

　　4．驻波的形成是两列波沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加的结果．

（二）驻波是一种特殊的干涉现象

　　1．波源特殊：

驻波是由频率相同、振幅相同而传播方向相反的两列波叠加而成．

　　2．波形特殊：

波形虽然随时间而改变，但不向任何方向移动．

　　（三）空气柱内的驻波

　　【演示】在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管，管口上方放一个正在发声的音叉，慢慢向上提起玻璃管，当管内空气柱达到一定长度时，可以听到空气柱发出较强的声音．

　　1．空气柱内产生驻波的条件：

空气柱的长度l跟声波波长间满足时，在空气柱内产生驻波．（n＝0.1、2、3……）

　　2．利用空气柱内产生的驻波能测出声波的速度

　　如果测出产生驻波时空气柱的最短长度，已知音叉的振动频率f，则可得声速．

　　［例1］下列说法中正确的是（）

　　A．弦线上的驻波其总长为半个波长的自然数倍

　　B．用驻波的规律可测波形的波长

　　C．驻波上处于波节的点位移始终为零，处于波腹的点位移始终处于最大

　　D．弦乐器的发声是弦上形成驻波

　　【解析】驻波上波腹上各质点振动振幅最大，但也在作简谐振动，也有到达平衡位置的时刻，不但弦乐器利用驻波的原理，管乐器也利用了空气柱形成驻波的原理．

　　正确选项为ABD．

　　【例2】一玻璃管竖直插入一水槽中，在玻璃管上端有一发声音叉，频率为200Hz，上下移动玻璃管，测到相邻两次共鸣时管中空气柱的长度差为34cm，试求声速．

　　【解析】由于玻璃管中的空气要产生共鸣，空气柱长L等于又的奇数倍，因此相邻两次共鸣的空气柱长度差：

cm，所以m/s。

　　【小结】驻波是两列沿相反方向传播的频率相同、振幅相同的波叠加而形成的．它是一种特殊的干涉现象．

　　［作业］课本P21练习五1、2

　　四、课堂跟踪反馈

　　1．关于驻波的说法正确的是（）

　　A．两列向相反方向传播的波叠加就一定会产生驻波

　　B．在驻波中有些质点始终静止不动，相邻的两个这样的质点的距离相距半个波长

　　C．驻波中各质点都有相同的振幅

　　D．驻波中两波节间各质点的振动频率相同

　　2．下列说法正确的是（）

　　A．波节处质点始终静止

　　B．波腹处质点的振幅最大

　　C．波腹处质点的位移有时可能为零

　　D．相邻的两个波节之间的距离为一个波长

　　3．在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管，管口上方放一个正在发音的音叉，慢慢向上提起玻璃管，当管内空气柱达到一定长度时，可以听到空气柱发出较强的声音．这时在空气柱内产生了_________，玻璃管开口处为_____________，水面处为__________．

参考答案

　　1．BD　　2．ABC　　3．驻波波腹波节