目標(biāo)
一、知識目標(biāo)
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(chǎn)生的.
3.知道駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象.
二、能力目標(biāo)
1.通過空氣柱內(nèi)駐波的,使學(xué)生學(xué)會測聲波波長和波速的方法.
2.通過實驗,培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力和觀察能力.
三、情感目標(biāo)
1.駐波是一種特殊的干涉現(xiàn)象,通過教學(xué),使學(xué)生認(rèn)識普遍性和特殊性的關(guān)系.
2.通過對有趣物理現(xiàn)象的觀察,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的探究精神.
教學(xué)重點:
駐波現(xiàn)象、波腹和波節(jié)的教學(xué).
教學(xué)難點:
對駐波是怎樣產(chǎn)生的教學(xué).
教材分析:
駐波是一種常見的現(xiàn)象,弦振動產(chǎn)生的駐波和空氣柱振動產(chǎn)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(nèi)容,但為了使學(xué)生對波的認(rèn)識更全面,新大綱列入了這一內(nèi)容.但本書教材屬于選學(xué)內(nèi)容,所以教學(xué)時讓學(xué)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(xué)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(zhǔn)備演示實驗時要細(xì)心調(diào)整好弦線的長度.以取得最佳效果.
實驗二:演示空氣柱內(nèi)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(xué)生對駐波有較形象的認(rèn)識.
講解駐波如何產(chǎn)生時,只要讓學(xué)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(zhì)的運動狀態(tài)卻不傳播,故名“駐波”就可以了.
教學(xué)過程:
一列波在向前傳播的途中遇到障礙物或兩種介質(zhì)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(chǎn)生一種特殊的干涉現(xiàn)象.
。ㄒ唬v波
【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(diào)】在波節(jié)和波節(jié)之間,各質(zhì)點以相同的頻率,相同的步調(diào)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(zhì)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(diào)】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(jié)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.
(三)空氣柱內(nèi)的駐波
【演示】在盛有水的容器中插入一根粗玻璃管,管口上方放一個正在發(fā)聲的音叉,慢慢向上提起玻璃管,當(dāng)管內(nèi)空氣柱達(dá)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(nèi)產(chǎn)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(nèi)產(chǎn)生駐波.(n=0.1、2、3……)
2.利用空氣柱內(nèi)產(chǎn)生的駐波能測出聲波的速度
如果測出產(chǎn)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(zhì)點振動振幅最大,但也在作簡諧振動,也有到達(dá)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(chǎn)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(jié)】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(xí)五 1、2
四、課堂跟蹤反饋
1.關(guān)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(chǎn)生駐波
B.在駐波中有些質(zhì)點始終靜止不動,相鄰的兩個這樣的質(zhì)點的距離相距半個波長
C.駐波中各質(zhì)點都有相同的振幅
D.駐波中兩波節(jié)間各質(zhì)點的振動頻率相同
2.下列說法正確的是( )
A.波節(jié)處質(zhì)點始終靜止
B.波腹處質(zhì)點的振幅最大
C.波腹處質(zhì)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(dāng)管內(nèi)空氣柱達(dá)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(nèi)產(chǎn)生了_________,玻璃管開口處為_____________,水面處為__________.
參考答案
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