2019-2020年高中物理 12.2《波的圖象》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-4.doc

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2019-2020年高中物理 12.2《波的圖象》教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-4 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　一、知識(shí)與技能 　　1．知道用圖象法研究波動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，理解圖象的得出方法和物理意義。 　　2．知道簡(jiǎn)諧波的概念，知道簡(jiǎn)諧波的圖象是一條正弦曲線。 　　3．能夠辨別振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的異同。 　?。ㄗⅲ翰ǖ膫鞑シ较蚺c各振子某時(shí)刻的振動(dòng)方向的相互判定的方法在第1節(jié)中已經(jīng)完成，本節(jié)不再列為知識(shí)與技能的一個(gè)目標(biāo)；能從某一時(shí)刻波的圖象和波的傳播方向，正確畫(huà)出下一時(shí)刻或前一時(shí)刻波的圖象這一目標(biāo)也改為第3節(jié)的內(nèi)容，一是為減少第2節(jié)的容量和難度，二是因?yàn)槠揭频木嚯x多與波長(zhǎng)有關(guān)，只有學(xué)習(xí)了波長(zhǎng)之后才方便學(xué)習(xí)。） 　　二、過(guò)程與方法 　　1．學(xué)生經(jīng)歷用描點(diǎn)法畫(huà)出波動(dòng)圖象的過(guò)程，體會(huì)波動(dòng)圖象的物理意。 　　2．通過(guò)比較和討論振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象的異同，鍛煉學(xué)生的觀察辨析能力、歸納總結(jié)能力以及語(yǔ)言交流能力。 　　三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 　　繼續(xù)體驗(yàn)波動(dòng)過(guò)程和諧有序之美，體驗(yàn)辨析事物間異同的艱辛與樂(lè)趣。 　　【教學(xué)重點(diǎn)】 　　1．波動(dòng)圖的得出。 　　2．振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的異同。 　　【教學(xué)難點(diǎn)】 　　振動(dòng)圖象和波動(dòng)圖象的異同。 　　【教學(xué)方法】 　　多媒體課件與視頻、討論探究。 　　【教學(xué)過(guò)程】 　　一、復(fù)習(xí)并引入新課 　　師：機(jī)械波是如何形成的？參與波動(dòng)的各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律？ 　　生回憶討論相互補(bǔ)充得出：由于各質(zhì)點(diǎn)的帶動(dòng)作用，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波；各質(zhì)點(diǎn)都在振動(dòng)并不隨波遷移，發(fā)生遷移的是波形，各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律都相同只是沿傳播方向振動(dòng)相位（步調(diào)）依次落后。 　　師：由于波動(dòng)是大量質(zhì)點(diǎn)同時(shí)振動(dòng)形成的，而且各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)又不一樣，因此波動(dòng)遠(yuǎn)比振動(dòng)復(fù)雜，這就給我們研究它帶來(lái)了困難，不過(guò)對(duì)付復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)我們可是有法寶的，它可以使運(yùn)動(dòng)變得直觀簡(jiǎn)潔，這個(gè)方法研究振動(dòng)時(shí)也用過(guò)，大家說(shuō)是什么方法？ 　　生：圖象法。 　　師：本節(jié)課我們就學(xué)習(xí)如何建立波的圖象以及波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的異同。 　　板書(shū)：第2節(jié)　波的圖象 　　二、新課教學(xué) 　　師：自學(xué)課文5分鐘。 　　師：下面我們一起思考或完成以下幾個(gè)問(wèn)題。 　　（以下各問(wèn)題以學(xué)案的方式給出，并預(yù)留出作答空間） 　　1．波的圖象橫、縱軸的物理意義是什么？ 　　2．用描點(diǎn)法畫(huà)出圖-1所示的一列水平繩波此時(shí)刻波的圖象（以與手相接的質(zhì)點(diǎn)為波源，需要確定位置坐標(biāo)和位移大小時(shí)用毫米刻度尺） 　　關(guān)于圖-2的說(shuō)明：一長(zhǎng)軟彈簧被水平懸掛，在彈簧上確定了11個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖-2所示，甲為彈簧靜止時(shí)刻的照片，現(xiàn)在用手在1質(zhì)點(diǎn)處激發(fā)出一列從左向右傳播的縱波，在傳播過(guò)程中某時(shí)刻的照片如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)此時(shí)3、7、11三個(gè)質(zhì)點(diǎn)恰好在平衡位置，若假設(shè)向右為振動(dòng)位移的正方向，試在圖丙中畫(huà)出此時(shí)刻該縱波的波動(dòng)圖象。 　　3．波的圖象的物理意義是什么？ 　　4．什么樣的波叫簡(jiǎn)諧波？ 　　5．利用圖-3討論波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的主要異同？ 　　完成問(wèn)題1： 　　學(xué)生很容易回答出問(wèn)題1，讓學(xué)生在空白處作答： 　　x軸──參與波動(dòng)的各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。 　　y軸──某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移。 　　師：大家都知道，畫(huà)運(yùn)動(dòng)圖象的方法中最常用的就是描點(diǎn)法，即先在坐標(biāo)系中選取若干點(diǎn)，再用平滑曲線擬合這些點(diǎn)就得到了圖象，下面我們就親自動(dòng)手畫(huà)波動(dòng)圖。 　　完成問(wèn)題2： 　　學(xué)生回答問(wèn)題2，教師巡視指導(dǎo)交流。 　　當(dāng)絕大多數(shù)學(xué)生都作完后，挑選幾名同學(xué)用實(shí)物投影展示，并闡述自己的思路，老師與其他同學(xué)適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。 　　師：很容易看出某時(shí)刻繩波的圖象與繩子此時(shí)的形狀是一樣的，就像沿垂直于繩子所在平面拍得的照片一樣，實(shí)際上對(duì)所有橫波而言波的圖象與那一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)組排列形成的圖形都是一樣的，那么對(duì)縱波而言，波的圖象會(huì)不會(huì)與質(zhì)點(diǎn)組排列形成的圖形也一樣呢？請(qǐng)大家根據(jù)說(shuō)明完成學(xué)案上的圖-2。 　　學(xué)生作圖時(shí)老師巡視指導(dǎo)交流，當(dāng)絕大多數(shù)學(xué)生都作完后，挑選幾名同學(xué)用實(shí)物投影展示，并闡述自己的思路，老師與其他同學(xué)適當(dāng)點(diǎn)評(píng)。 　　師：可見(jiàn)波動(dòng)圖象反映的是某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移分布規(guī)律而不是某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位置分布規(guī)律，那么能回答問(wèn)題3了嗎？ 　　完成問(wèn)題3： 　　學(xué)生很容易答出，并在空白處作答： 　　表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移． 　　完成問(wèn)題4： 　　學(xué)生很容易答出，并在空白處作答： 　　各質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，波的圖象為正弦曲線，這種波叫簡(jiǎn)諧波。 　　師：簡(jiǎn)諧波的圖象是正弦曲線，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象也為正弦曲線，那么波動(dòng)圖與振動(dòng)圖主要有什么異同呢？同學(xué)們先討論5分鐘，然后準(zhǔn)備回答。 　　完成問(wèn)題5： 　?。▽W(xué)生討論過(guò)程中，老師到學(xué)生中巡視并參加討論。） 　　學(xué)生開(kāi)始回答時(shí)，要求老師組織其他同學(xué)點(diǎn)評(píng)、補(bǔ)充，必要時(shí)可以讓學(xué)生利用實(shí)物投影展示他在圖-3上的發(fā)現(xiàn)。 　　較容易找出的異同有兩個(gè)，一是坐標(biāo)軸的物理意義，二是圖象的物理意義。不容易找出的異同也有兩個(gè)，一是隨著時(shí)間的推移圖象的變化，二是通過(guò)圖象討論質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過(guò)程中各個(gè)物理量變化規(guī)律的方法，教師要及時(shí)啟發(fā)引導(dǎo)。對(duì)于前一個(gè)異同可以提出以下問(wèn)題啟發(fā)：振動(dòng)圖只畫(huà)到4s末，如果問(wèn)5s末的振動(dòng)情況怎么辦？假設(shè)波動(dòng)圖是4s末的，如果問(wèn)波源再振了（T為振動(dòng)周期）時(shí)間后的波動(dòng)情況呢？（對(duì)于振動(dòng)圖象的延長(zhǎng)和波動(dòng)圖象的平移可以用課件對(duì)比演示）對(duì)于后一個(gè)異同可以提出以下問(wèn)題啟發(fā)：圖-3中a質(zhì)點(diǎn)此刻的振動(dòng)方向如何？加速度、位移的方向又如何？此刻后的一小段時(shí)間內(nèi)速度、加速度、位移大小如何變化？若波向左傳播，以上問(wèn)題答案如何？b點(diǎn)代表的時(shí)刻，振子的振動(dòng)方向如何？加速度、位移的方向又如何？此刻后的一小段時(shí)間內(nèi)速度、加速度、位移大小如何變化？ 　　教師引導(dǎo)同學(xué)們最后歸納出以下四點(diǎn)，在空白處作答。 　　1．坐標(biāo)軸的物理意義：振動(dòng)圖象的橫軸為時(shí)間，波動(dòng)圖象的橫軸為各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置；兩種圖的縱軸均為質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移。 　　2．圖象的物理意義：振動(dòng)圖象表示一個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同時(shí)刻的振動(dòng)位移情況；波動(dòng)圖表示所有振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的振動(dòng)位移情況。 　　3．圖象隨時(shí)間的變化：隨著時(shí)間推移，振動(dòng)圖象已有形狀和位置不變，僅僅進(jìn)行線的延長(zhǎng)；而波動(dòng)圖已有形狀雖不變，但位置上要沿傳播方向平移。 　　4．由圖象討論各物理量：某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判定方法不同；而加速度、位移的方向判定方法一樣，速度大小、加速度大小、位移大小的變化趨勢(shì)判斷方法一樣。 　　三、教師課堂小結(jié) 　　1．波動(dòng)圖象如何得出的； 　　2．波動(dòng)圖象與振動(dòng)圖象的主要異同。 　　作業(yè)： 　　教材P28：1、2、3