驻波

驻波

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，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

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