寧夏銀川市高中物理 第十二章 機械波 12.1 波的形成和傳播教案 新人教版選修3-4.doc

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《波的形成和傳播》 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識與技能 1．通過對一些現(xiàn)象的觀察，感性認識什么樣的運動叫波動。 2．知道機械波的概念，知道其形成的條件，理解其形成的機理，會由機理判斷某時刻某質(zhì)點的振動方向。 3．理解機械波波動過程的特點，知道其傳播的是運動形式、能量和信息。 4．知道機械波的分類及相關(guān)概念 二、過程與方法 　　 1．通過實驗與課件、視頻等從感性出發(fā)剖析機械波波動的規(guī)律，鍛煉學(xué)生的觀察能力與歸納能力。 2．通過對機械波形成原因的探究，培養(yǎng)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的意識和方法，并進一步從根本上理解機械波波動的規(guī)律。 　三、情感態(tài)度和價值觀 　　1．體會波動過程之美，體會物理研究的威力（表面上波動過程很復(fù)雜，分析后發(fā)現(xiàn)它如此簡單），體會物理學(xué)分析過程的邏輯之美，使學(xué)生體會到只要多觀察，多思考中學(xué)生也可以進行科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的自信。 　　2．通過參與模擬波動的過程，體會與人合作能力的重要性，體會集體主義精神的重要性。 【教學(xué)重點】 　　1．機械波波動中各質(zhì)點的運動規(guī)律。 　　2．質(zhì)點間的帶動作用造成的各質(zhì)點振動的重復(fù)性和滯后性。 【教學(xué)難點】 　1．各質(zhì)點只是振動沒有沿傳播方向遷移的確定。 　2．帶動作用的應(yīng)用，即如何判斷某時刻某質(zhì)點的振動方向。 【教學(xué)方法】 　　實驗、多媒體課件與視頻、討論探究。 【教學(xué)過程】 　　師：本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)第十章的第一節(jié)：波的形成和傳播（板書課題） 　　主要有兩個內(nèi)容，一是通過觀察，探究機械波波動的運動規(guī)律；二是透過表面現(xiàn)象探究機械波形成的原因。 　　新課引入 　　教師演示三種運動形式：一為繩子的運動（用跳繩沿豎直方向演示）；二為彈簧的運動（用縱波演示器）；三為水面的運動（自己錄制的視頻）。 　　師：剛才看到的三種運動形式在日常生活中很常見，在物理學(xué)上稱這樣的運動為機械波。 　　新課教學(xué) 　　板書：一、感性認識波動，探究機械波波動的運動規(guī)律 　　投影出示問題1：機械波這種運動形式與過去我們學(xué)過的各種運動形式最大的區(qū)別是什么？（若學(xué)生回答不出，可以提醒從研究對象的角度考慮，進一步提示從研究對象的個數(shù)考慮。） 　　生討論后得出：過去研究的運動都是單個或幾個質(zhì)點的運動，而機械波這種運動形式卻是無數(shù)個質(zhì)點的集體運動。 　　師點評：這是我們第一次研究多個質(zhì)點的集體運動。 　 投影出示問題2：再次觀察一次繩波與彈簧波的演示，說出各質(zhì)點在做什么運動？（如果學(xué)生看不出來，演示中在繩和彈簧的某處系上紅繩，并提醒眼睛盯著紅繩看） 生討論后得出：機械振動或說成振動（若學(xué)生說成簡諧運動注意糾正），老師指明在怎樣振動。 　　投影出示問題3：再一次觀察繩波與彈簧波的演示，說出這兩種波的最大區(qū)別是什么？ 　　學(xué)生討論回答出問題后，老師給出橫波、縱波概念；波峰與波谷、疏部與密部概念（看課本即可）。指出聲波為縱波，課本圖12．1-6。 　　投影出示問題4：再一次觀察繩波與彈簧波的演示，各質(zhì)點不沿波動方向遷移，但是確實看到有東西在遷移，是什么？ 　　生討論后得出：波的形狀在遷移，如波峰、波谷；疏部、密部。 　　投影出示問題5：再一次觀察繩波演示，說出各質(zhì)點的振動有無區(qū)別？（若看不出可提醒從相位方面考慮；如果學(xué)生還是看不出，老師用雙手拉直繩子水平上下運動，提問：繩上多個質(zhì)點同時運動，而且都是振動，為什么沒有形成波動？） 　　生討論后得出：振動步調(diào)或相位不同，沿傳播方向各質(zhì)點的振動相位依次落后。 　　師：由于人們認識到了波動中各質(zhì)點之間這種步調(diào)差異的規(guī)律，反過來利用此規(guī)律就可以模擬波動。 　　演示：小球橫波（課件），豎線縱波（課件），人浪視頻，霹靂舞視頻（同時用課件說明小球或豎線不遷移，峰、谷；密部、疏部向前平移。眼睛盯著1、2兩個球，2球的相位或步調(diào)總比1球滯后。） 　　教師總結(jié)并板書：（或直接投影給出，給3分鐘讓學(xué)生記筆記） 　　一、機械波的運動規(guī)律 　　1．機械波是大量質(zhì)點的同時運動。 　　2．各質(zhì)點均在自己平衡位置兩側(cè)機械振動，并不沿波的傳播方向遷移，發(fā)生遷移的是波形。 　　3．振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，波峰與波谷；振動方向與波的傳播方向在一條直線上的波叫縱波，疏部與密部，聲波為縱波。 　　4．各質(zhì)點的振動步調(diào)不同，沿傳播方向振動相位依次落后。 　　二、理性認識波動，探究波動成因 　　師：以上我們討論的是波動的運動規(guī)律，那么各質(zhì)點為什么這樣運動呢？ 　　投影出示問題：如果我們把最先振動的質(zhì)點叫波源，那么波源振動起來后，為什么其他質(zhì)點也會振動起來，但是在相位上又依次落后呢？以繩波為例談一談自己的看法？ 　　生討論后得出：繩子各部分之間有相互作用力，依靠此力的作用，與波源相鄰的質(zhì)點會被波源帶動起來，這個點振動起來后，又會帶動他的相鄰點振動……，這樣每個點被帶動，同時又帶動下一個點，振動被傳播出去；又由于前點先動，后點才會跟著動，所以必然造成振動相位的滯后，所以波動形成． 　　教師用繩子演示說明質(zhì)點間的帶動力；演示橫波課件說明這種帶動關(guān)系。 　　師小結(jié)：可見這種帶動關(guān)系就是造成波源的振動能夠傳播出去，而且形成波動的根本原因。象繩子、彈簧、水、空氣等波借以傳播的物質(zhì)叫介質(zhì)。 　　板書（或投影直接給出） 　　三、機械波形成的原因（給3分鐘記筆記） 　　1．介質(zhì)中各部分之間有相互作用力，依靠此力的帶動作用波源的振動傳播出去并形成波動。 　　2．各質(zhì)點的起振方向、周期等都與波源相同，只是相位依次落后。 　3．機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波。 　?。ń處熢诘?分鐘時解釋：（1）沒有帶動作用振動就不能傳遞出去，所以真空中不能傳遞聲波。（2）每個質(zhì)點的振動除相位外其他均相同，特別是起振方向（用小球橫波課件演示說明）。（3）說明形成波動必須有兩個條件：波源和介質(zhì)） 　　師：由于知道了各質(zhì)點之間的這種依次帶動關(guān)系，利用此關(guān)系可以判定某時刻某個質(zhì)點的振動方向。 　　以橫波為例：一列向右傳播的繩波某時刻的波的形狀如圖所示，判斷此時刻質(zhì)點A、B的振動方向。 　　再用帶編號小球的課件驗證。 　如果時間允許，再做兩道練習(xí)題。 　　1．一列向左傳播的繩波某時刻的波的形狀如圖所示，判斷此時刻質(zhì)點A、B、C、D、E的振動方向。 　　2．一列繩波某時刻的波的形狀如圖所示，已知質(zhì)點a此時正在向平衡位置運動，判斷b的振動方向和波的傳播方向 　　四、了解波動的傳播作用 　　師：波動這種運動形式不僅可以把振動這種運動形式傳播出去，還可以傳播能量和信息．不動的質(zhì)點振動起來了，該質(zhì)點肯定獲得了能量；人們利用電磁波進行廣播、通信，可見波動能夠傳遞信息。 　　板書（或投影給出） 　　五、波動能夠傳播：振動這種運動形式、能量、信息 　　課堂小結(jié) 　　1．波的運動規(guī)律：各點都在振動不遷移，各點都在重復(fù)波源的振動，如起振方向、周期等都跟波源相同，只是相位依次落后。 　　2．波的形成原因：質(zhì)點間的帶動作用造成波源的振動能夠傳播出去，但相位依次滯后。 　　3．波的傳播作用：振動形式、能量、信息。 　　學(xué)生活動 　　人浪表演 　　10名同學(xué)開始排成一排，男女間隔，身高最好相近． 　　1．模擬橫波 　　初始狀態(tài)：較緊密排列，半蹲． 　　動作：一向上；二還原；三蹲下；四還原．每個同學(xué)比前一個同學(xué)慢一拍。 　　動作適當(dāng)慢． 　　2．模擬縱波 　　初始狀態(tài)：不太緊密排列，直立。 　　動作：擺動頭部，一向左；二還原；三向右；四還原。每個同學(xué)比前一個同學(xué)慢一拍。 　　動作適當(dāng)慢 　?。ū硌萁Y(jié)束后，讓學(xué)生說感受：集體主義，與人合作的重要性） 　　思考題：日常生活中，發(fā)現(xiàn)皮球掉入池塘里，能否通過往池塘里丟入石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊？ 　　學(xué)生討論出結(jié)果后，演示實驗驗證： 　　用生物實驗室的托盤，水波用筆觸擊水面激發(fā)，漂浮物用彩色塑料紙片，用實物投影在大屏幕上展示。（注意：水不能太淺，水面適當(dāng)大，如果不做用視頻替代也可以。）