駐波

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高二 來源: 高中學習網
駐波

目標
一、知識目標
  1.知道駐波現(xiàn)象,知道波腹和波節(jié).
  2.知道駐波是怎樣產生的.
  3.知道駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象.
二、能力目標
  1.通過空氣柱內駐波的,使學生學會測聲波波長和波速的方法.
  2.通過實驗,培養(yǎng)學生的實驗動手能力和觀察能力.
三、情感目標
  1.駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象,通過教學,使學生認識普遍性和特殊性的關系.
  2.通過對有趣物理現(xiàn)象的觀察,培養(yǎng)學生對科學的探究精神.
教學重點:
  駐波現(xiàn)象、波腹和波節(jié)的教學.
教學難點:
  對駐波是怎樣產生的教學.
教材分析:
  駐波是一種常見的現(xiàn)象,弦振動產生的駐波和空氣柱振動產生的駐波,在國外教材中多加以介紹.我國高中教材多年沒有這一內容,但為了使學生對波的認識更全面,新大綱列入了這一內容.但本書教材屬于選學內容,所以教學時讓學生對這一現(xiàn)象有個最初步的了解即可,不宜作過高的要求.
本節(jié)教學時,要做好課本的演示實驗.
  實驗一:弦上的駐波演示,利用已有的打點計時器、長木板、定滑輪和砝碼即可完成.準備演示實驗時要細心調整好弦線的長度.以取得最佳效果.
  實驗二:演示空氣柱內的駐波時,所用粗玻璃管長度可根據(jù)所用音叉的頻率(波長)算出,使它能至少有1.5個波長為好.
 借助錄像和計算機模擬,使學生對駐波有較形象的認識.
 講解駐波如何產生時,只要讓學生知道:它是由兩列在同一直線上向相反方向傳播的行波疊加而成的,但疊加后介質的運動狀態(tài)卻不傳播,故名“駐波”就可以了.
教學過程:
  一列波在向前傳播的途中遇到障礙物或兩種介質的分界面時,會發(fā)生反射,反射回來的波和原來向前傳播的波相互疊加,將產生一種特殊的干涉現(xiàn)象.
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  【演示】弦線上的駐波,按課本提供的演示實驗進行
  1.波節(jié)和波腹
 。1)波節(jié):像這種在弦線上始終是靜止不動的點叫做波節(jié)
 。2)波腹:在波節(jié)和波節(jié)之間,振幅最大的那些點叫做波腹.
  【特別強調】在波節(jié)和波節(jié)之間,各質點以相同的頻率,相同的步調振動,但振幅不同,只有振幅最大的點才叫做波腹.
  2.在相鄰的兩波節(jié)和波節(jié)之間,質點振動方向是相反的.相鄰的兩個波節(jié)(或波腹)之間的距離等于半個波長.即 /2
  3.駐波:兩列沿相反方向傳播的振幅相同,頻率相同的波疊加時形成的波叫做駐波.
  【特別強調】駐波跟前面講過的波形向前傳播的那種波是顯然不同的.相對于駐波來說波形向前傳播的那種波叫做行波.
  4.駐波的形成是兩列波沿相反方向傳播的振幅相同、頻率相同的波疊加的結果.
  (二)駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象
  1.波源特殊:駐波是由頻率相同、振幅相同而傳播方向相反的兩列波疊加而成.
  2.波形特殊:波形雖然隨時間而改變,但不向任何方向移動.
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  【演示】在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管,管口上方放一個正在發(fā)聲的音叉,慢慢向上提起玻璃管,當管內空氣柱達到一定長度時,可以聽到空氣柱發(fā)出較強的聲音.
  1.空氣柱內產生駐波的條件:空氣柱的長度l跟聲波波長 間滿足 時,在空氣柱內產生駐波.(n=0.1、2、3……)
  2.利用空氣柱內產生的駐波能測出聲波的速度
  如果測出產生駐波時空氣柱的最短長度 ,已知音叉的振動頻率f,則可得聲速 .
 。劾1]下列說法中正確的是( )
  A.弦線上的駐波其總長為半個波長的自然數(shù)倍
  B.用駐波的規(guī)律可測波形的波長
  C.駐波上處于波節(jié)的點位移始終為零,處于波腹的點位移始終處于最大
  D.弦樂器的發(fā)聲是弦上形成駐波
  【解析】駐波上波腹上各質點振動振幅最大,但也在作簡諧振動,也有到達平衡位置的時刻,不但弦樂器利用駐波的原理,管樂器也利用了空氣柱形成駐波的原理.
  正確選項為ABD.
  【例2】一玻璃管豎直插入一水槽中,在玻璃管上端有一發(fā)聲音叉,頻率為200Hz,上下移動玻璃管,測到相鄰兩次共鳴時管中空氣柱的長度差為34cm,試求聲速.
  【解析】由于玻璃管中的空氣要產生共鳴,空氣柱長L等于又 的奇數(shù)倍,因此相鄰兩次共鳴的空氣柱長度差: cm, 所以 m/s。
  【小結】駐波是兩列沿相反方向傳播的頻率相同、振幅相同的波疊加而形成的.它是一種特殊的干涉現(xiàn)象.
 。圩鳂I(yè)]課本P21練習五 1、2
  四、課堂跟蹤反饋
  1.關于駐波的說法正確的是( )
  A.兩列向相反方向傳播的波疊加就一定會產生駐波
  B.在駐波中有些質點始終靜止不動,相鄰的兩個這樣的質點的距離相距半個波長
  C.駐波中各質點都有相同的振幅
  D.駐波中兩波節(jié)間各質點的振動頻率相同
  2.下列說法正確的是( )
  A.波節(jié)處質點始終靜止
  B.波腹處質點的振幅最大
  C.波腹處質點的位移有時可能為零
  D.相鄰的兩個波節(jié)之間的距離為一個波長
  3.在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管,管口上方放一個正在發(fā)音的音叉,慢慢向上提起玻璃管,當管內空氣柱達到一定長度時,可以聽到空氣柱發(fā)出較強的聲音.這時在空氣柱內產生了_________,玻璃管開口處為_____________,水面處為__________.

參考答案

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