【物理】12.1《波的形成和傳播》教案(新人教版選修3-4).doc

西峽一高分校高二物理共享教案 撰寫人：呂艷鴻審核：張建成第一節(jié)：波的形成和傳播教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、知道直線上機(jī)械波的形成過程2、知道什么是橫波，知道波峰和波谷；知道什么是縱波，知道疏部和密部3、知道機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波知道波在傳播運(yùn)動形成的同時(shí)也傳遞了能量4、通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能明白用語言交流是利用聲波傳遞信息等生活中的機(jī)械波（二）能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察能力以及對科學(xué)的探究精神教學(xué)重點(diǎn)機(jī)械波的形成過程及描述教學(xué)難點(diǎn)機(jī)械波的形成過程及描述教學(xué)用具1、演示繩波的形成的長繩；2、橫波、縱波演示儀；教學(xué)步驟引入新課我們已學(xué)習(xí)過機(jī)械振動，它是描述單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動形式，這一節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運(yùn)動形式機(jī)械波。1、機(jī)械波的產(chǎn)生條件是什么？演示水波：教師用幻燈機(jī)做實(shí)驗(yàn)：使平靜的水面振動，會看到水面上一圈圈起伏不平的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。演示繩波：用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向繩的另一端傳 播出去，形成繩波。以上兩種波都可以叫做機(jī)械波。教師提問：水波離開水能看到上面的現(xiàn)象嗎？繩波離開繩行嗎？學(xué)生回答：不行。教師提問：當(dāng)振動停止后我們又看到了什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：傳出去的仍然在傳播，以后水（繩）都靜止不動了。請學(xué)生總結(jié)：（教師可引導(dǎo)）(1)機(jī)械波的概念：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波(2)機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。振源產(chǎn)生機(jī)械振動的物質(zhì)，如在繩波中的手的不停抖動就是振源。介質(zhì)傳播振動的媒質(zhì)，如繩子、水。2、機(jī)械波的形成過程（用課件把繩波的運(yùn)動展示）(1)介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)彈性連接而成，可以想象為(圖1所示)(2)機(jī)械波的形成過程：由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動時(shí)，就會帶動周圍的質(zhì)點(diǎn)振動起來，從而使振動向遠(yuǎn)處傳播。例如：圖2表示繩上一列波的形成過程。圖中1到18各小點(diǎn)代表繩上的一排質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)間有彈力聯(lián)系著。圖中的第一行表示在開始時(shí)刻(t0)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)所有質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置。其中第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運(yùn)動，設(shè)振動周期為T，則第二行表示經(jīng)過了T4時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1已達(dá)到最大位移，正開始向下運(yùn)動；質(zhì)點(diǎn)2的振動較質(zhì)點(diǎn)1落后一些，仍向上運(yùn)動；質(zhì)點(diǎn)3更落后一些，此時(shí)振動剛傳到了質(zhì)點(diǎn)4。第三行表示經(jīng)過了T2時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1又回到平衡位置，并繼續(xù)向下運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)4剛到達(dá)最大位移處，此時(shí)振動傳到了質(zhì)點(diǎn)7。依次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過3T4、和5T4后的各質(zhì)點(diǎn)的位置，并分別顯示了各個(gè)對應(yīng)時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)所排列成的波形。教師講解后，請學(xué)生討論機(jī)械波在傳播過程中的特點(diǎn)：3、對機(jī)械波概念的理解(1)機(jī)械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)的一種共同運(yùn)動形式；(2)當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移，機(jī)械波向外傳播的只是機(jī)械振動的形式(演示橫波演示器)；(3)波是傳播能量的一種方式。4、波的種類：按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。(1)橫波的定義：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直。 波形特點(diǎn)：凸凹相間的波紋(觀察橫波演示器)，叫起伏波。如圖3波形所示。(2)縱波的定義：質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。波形特點(diǎn)：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖4波形所示。舉例：聲波是縱波，其中：振源聲帶，介質(zhì)空氣、液體、固體。聲波在空氣中的傳播速度大約為：340m/s；聲波在水中中的傳播速度大約為：1500m/s；聲波在鋼鐵中的傳播速度大約為：5000m/s；地震波既有橫波又有縱波。其中橫波和縱波的傳播速度不同。水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。同步訓(xùn)練：1.關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法中正確的是（ ）A 質(zhì)點(diǎn)振動的方向總是垂直于波傳播的B 簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個(gè)完整波形的兩質(zhì)點(diǎn)振動位移的大小始終相等C 任一個(gè)振動質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動一個(gè)完整的波形D 相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡諧波的波形相同2 下列有關(guān)機(jī)械振動和機(jī)械波的說法中正確的是（ ）A某物體做機(jī)械振動，它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機(jī)械波B波源停止振動后，已形成的機(jī)械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播C機(jī)械波傳播的只是機(jī)械振動的形式和能量，參與波動的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移D振動是變速的，波動是勻速的思考題機(jī)械振動與機(jī)械波的關(guān)系?小結(jié)：機(jī)械波的概念，機(jī)械波的產(chǎn)生條件，波的種類布置作業(yè)：26頁問答與練習(xí)1，2必做，3題選做板書設(shè)計(jì)：12.1機(jī)械波 (1)機(jī)械波的概念：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波(2)機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。（3）波的種類：橫波和縱波 教后記：第二節(jié) 波的圖象教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：1.理解波的圖象的物理意義及簡諧波的概念2能根據(jù)波的圖象，確定各質(zhì)點(diǎn)的振動方向3.知道波的圖象與振動圖象的區(qū)別能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察能力以及對科學(xué)的探究精神重點(diǎn)、難點(diǎn)：波的圖象的物理意義及應(yīng)用教學(xué)步驟新課導(dǎo)入：過去我們研究的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況 ，波卻是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)很多質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動。為了表示這么多質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的運(yùn)動情況，圖像是一個(gè)很有用的工具。這節(jié)課我們來研究布偶的圖像，師:下面請同學(xué)們觀察橫波形成的過程及縱波形成過程，之后試畫出橫波波形圖和縱波波形圖.橫波演示：利用橫波演示儀進(jìn)行，老師先演示一遍，再請學(xué)生來做體驗(yàn)過程縱波演示：利用縱波演示儀進(jìn)行，老師先演示一遍，再請學(xué)生來做體驗(yàn)過程老師引導(dǎo)學(xué)生分析指點(diǎn)離開平衡位置的位移以及想想生活中的合影照的樣子啟發(fā)學(xué)生畫出波的圖像生：畫圖師;展示學(xué)生畫圖，帶領(lǐng)學(xué)生找特點(diǎn)，補(bǔ)充不足，進(jìn)行總結(jié)。進(jìn)行板書【板書】一、波的圖象波動特點(diǎn)：波在傳播過程中，同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的空間位置分布不同，如圖所示，虛線表示各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，圖中也反映了該時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。波的圖象（波形圖或波形曲線）：物理意義：描述同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，即同一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的空間位置分布情況。描述方法：平面直角坐標(biāo)系橫坐標(biāo)（X）：表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置縱坐標(biāo)（Y）：表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，規(guī)定在橫波中位移的方向向上為正，向下為負(fù)圖象形式：正弦曲線（余弦曲線） y x 簡諧波：波源作簡諧運(yùn)動形成的波叫簡諧波，波形圖是正弦（或余弦）曲線【板書】二、波的圖象的應(yīng)用：已知波的傳播方向，確定質(zhì)點(diǎn)的振動方向例某時(shí)刻一列簡諧波的圖象如圖所示，若波向右傳播，試確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動方向，若波向左傳播 ，該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動方向如何？ y b 向右傳播 y b向左傳播 a c a c x x d f d f e e已知質(zhì)點(diǎn)的振動方向，確定波的傳播方向例某時(shí)刻一列簡諧波的圖象如圖所示，該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的振動方向向下，試確定該波是向右傳播還是向左傳播，若該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A的振動方向向上，該波的傳播方向如何？y A A向下振動，波向左 傳播 x A向上振動，波向右傳播已知某時(shí)刻 t的波形圖，求作t+t時(shí)刻的波形圖例某時(shí)刻兩列簡諧波的圖象如圖所示，分別向右、向左傳播，試作出該時(shí)刻后T/4、T/2、T后的波形圖。(答案略) y 向右 y 向左 x xy y x xy y x xy y x x【板書】三、波的圖象與振動圖象的區(qū)別： 圖象比較振動圖象波的圖象相同點(diǎn)都是正弦(余弦)曲線不同點(diǎn)研究對 象單個(gè)質(zhì)點(diǎn)連續(xù)介質(zhì)(無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn))研究內(nèi) 容質(zhì)點(diǎn)在振動過程中位移隨時(shí)間 的變化規(guī)律某一時(shí)刻連續(xù)介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的空間分布圖象變化圖象隨時(shí)間起點(diǎn)的選擇而不同圖象隨時(shí)刻的選擇而不同例題4、一列簡諧橫波，在t=0時(shí)波形如圖78所示，P、Q兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為-1m、-7m，波的傳播方向由右向左，已知t=0.7s時(shí)，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰，則：此波的周期是多少？此波的波長是多少？當(dāng)t=1.2s時(shí)P點(diǎn)的位移？從t=0到t=1.2s質(zhì)點(diǎn)P的路程是多少？ 思路分析：由t=0時(shí)刻的波形圖由右向左傳播可知：以后每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開始振動時(shí)應(yīng)向上振動，而波傳播到P點(diǎn)需半個(gè)周期，當(dāng)t=0.7s時(shí)，P點(diǎn)第二次出現(xiàn)波峰，可見P點(diǎn)在0.7s內(nèi)完成了 次全振動，則可求得波的周期。質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)的路程是4A。解：由分析可知： T=0.7 T=0.4s。由波的圖象可知：=4cm由分析可得：x=0由分析可得：s=1.54A=1.542=12cm同步訓(xùn)練 1一列橫波沿繩子向右傳播，某時(shí)刻形成如圖所示的凸凹形狀，此時(shí)繩上A、B、C、D、E、F六個(gè)質(zhì)點(diǎn)（ ）A. 它們的振幅相同B. 其中D、F速度方向相同C. 其中A、C速度方向相同D. 從此時(shí)算起，B比C先回到平衡位置2一列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時(shí)刻的波形圖，并且此時(shí)振動只發(fā)生在M、N之間，并知此波的周期為T，Q質(zhì)點(diǎn)速度方向在波形圖中是向下的，下面說法中正確的是（ ）A. 波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動時(shí)間TB. 波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動時(shí)間C. 波源是N，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動時(shí)間D. 波源是M，由波源起振開始計(jì)時(shí)，P點(diǎn)已經(jīng)振動時(shí)間3如圖1012所示，為一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形圖，以下判斷正確的是（ ）A. A、C兩點(diǎn)的振幅相同B. B點(diǎn)此時(shí)的振動方向一定沿y軸正方向C. A、C兩點(diǎn)的位移相同D. 在同一振動圖象中畫出的A、B兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖線完全一樣4如圖1013所示為簡諧波某時(shí)刻的波形圖，圖上a點(diǎn)和b點(diǎn)表示兩質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的位置，它們的y坐標(biāo)絕對值相同。對此兩質(zhì)點(diǎn)，下列判斷正確的是（ ）A. 該時(shí)刻位移相同B. 該時(shí)刻加速度相同C. 該時(shí)刻速度方向相同D. 該時(shí)刻加速度方向相同課堂小結(jié)： 1 知識上 本節(jié)我們學(xué)習(xí)了波的圖象 2 方法上 利用圖像特點(diǎn)解決問題的方法。布置作業(yè)：p28問答與練習(xí)2、3必做，4題選做板書設(shè)計(jì)：2波的圖像一、波的圖象 四、 同步訓(xùn)練二、波的圖象的應(yīng)用：例例2例3例4 小結(jié)三、波的圖象與振動圖象的區(qū)別教后記:第三節(jié)：波長、頻率和波速教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、掌握波長、頻率、波速的物理意義；2、能在機(jī)械波的圖象中識別波長；3、掌握波長、頻率和波速之間的關(guān)系，并會應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析問題；（二）能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生閱讀材料、識別圖象、鉆研問題的能力教學(xué)重點(diǎn):波長、頻率和波速之間的關(guān)系教學(xué)難點(diǎn):波長、頻率和波速之間的關(guān)系教學(xué)方法:討論、分析、講授教學(xué)用具:橫波演示器教學(xué)步驟一、引入新課教師用計(jì)算機(jī)幻燈（PPT）展示簡諧橫波的圖象，如圖所示：教師提問： =0、 =0.1、 =0.2、 =0.3、 =0.4、 =0.5、 =0.6這些質(zhì)點(diǎn)的振動方向如何？請學(xué)生回答。學(xué)生回答： =0向下振動； =0.1速度等于0； =0.2向上振動； =0.3速度等于0； =0.4向下振動； =0.5速度等于0； =0.6向上振動教師提問：在這些質(zhì)點(diǎn)中振動相同的是哪些點(diǎn)？學(xué)生回答： =0 =0.4向下振動、 =0.2 =0.6向上振動、 =0.1 =0.3 =0.5速度等于0。教師提問：在以上三組相同中又有什么不同呢？學(xué)生回答：前兩組的質(zhì)點(diǎn)的振動是完全相同，后一組有不同的。教師提問：振動完全相同指什么？學(xué)生回答：指：質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度都相同。教師提問：相鄰的振動完全相同的質(zhì)點(diǎn)間的水平距離都相等嗎？請學(xué)生討論。教師可在教室里指導(dǎo)個(gè)別學(xué)生，并與學(xué)生討論學(xué)生提出的問題。教師總結(jié)：這就是波長，用 表示，單位是米教師板書：一、波長：在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫波長1、單位：米2、符號表示： 教師提問：設(shè)波源的振動頻率（周期）是 ，則波傳播的頻率和周期是多少？學(xué)生回答：也是 教師提問：為什么？請學(xué)生討論教師總結(jié)：因?yàn)槊總€(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做受迫振動，所以每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動頻率或周期也是 。教師用橫波演示器給學(xué)生講解：經(jīng)過一個(gè)周期 ，振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個(gè)波長 ；經(jīng)過半個(gè)周期，振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于半個(gè)波長；經(jīng)過四分之一個(gè)周期，振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個(gè)波長的四分之一。教師板書：二、總結(jié)出波長、頻率和波速的關(guān)系： 三、應(yīng)用例題：如圖中的實(shí)線是一列簡諧波在某一時(shí)刻的波形曲線.經(jīng)0.5s后，其波形如圖中虛線所示設(shè)該波的周期 大于0.5s（1）如果波是向左傳播的，波速是多大?波的周期是多大? （2）如果波是向右傳播的，波速是多大?波的周期是多大?分析：根據(jù)題意，這列波的周期大于0.5s，所以經(jīng)過0.5s的時(shí)間，這列波傳播的距離不可能大于一個(gè)波長 .當(dāng)波向左傳播時(shí)，圖中的波峰1只能到達(dá)波峰2，而不可能向左到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.當(dāng)波向右傳播時(shí)，圖中的波峰1只能到達(dá)波峰3，而不可能向右到達(dá)更遠(yuǎn)的波峰.已知傳播的時(shí)間為 0.5s，由圖可以知道波的傳播距離 ，由公式 就可以求出波速 .由圖可以知道波長 ，由公式 就可以求出周期 解：1、如果波是向左傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向左移動了6cm( 個(gè)波長)，由此可求出波速為0.12m/s波的周期為：2.00s2、如果波是向右傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實(shí)線所示的波形向右移動了18 cm( 個(gè)波長)，由此可求出波速為 =0.36m/s波的周期為： 0.67s波動問題的多解性：波在傳播過程中由于時(shí)間上的周期性、空間上的周期性、及傳播方向的雙向性是導(dǎo)致波動問題的多解性的原因，若加限定條件，可使無限解轉(zhuǎn)化為有限解或唯一解，具體表現(xiàn)在：波的傳播方向不確定必有兩種可能解波形變化時(shí)間與周期關(guān)系不確定必有系列解波形移動距離與波長關(guān)系不確定必有系列解例:一列波在t1時(shí)刻的波形圖如圖中的實(shí)線所示，t2時(shí)刻的波形圖如圖中的虛線所示，已知t=t2- t1=0.5S,求這列波可能的波速？若波速為68m/s ，這列波向哪個(gè)方向傳播？y/cm 5 o 2 4 6 8 10 12 14 x/cm-5 向右：V=4(4n+1)，向左：V=4(4n+3)向左 例:如圖，一根張緊的水平繩上有相距14m 的a、b兩點(diǎn)，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方，當(dāng)一列簡諧波沿此繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)處于波峰位置時(shí)，b點(diǎn)恰處于平衡位置，且向下運(yùn)動，經(jīng)過1.00秒后，a位于平衡位置，且向下運(yùn)動，而b點(diǎn)恰處于波谷位置，求這列波可能的波速？(V=14(4n+1)/ (4k+3) a b同步訓(xùn)練1由原點(diǎn)O處的波源發(fā)生的一列簡諧波沿x軸正向傳播，在t=0時(shí)刻的波形曲線如圖1025所示，已知這列波的質(zhì)點(diǎn)P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時(shí)間間隔為0.4s，則（ ）A. 這列波的波長為5cmB. 這列波的傳播速度為10m/sC. 當(dāng)t=0.7s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)Q第一次到達(dá)波峰D. 質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P恰好到達(dá)波谷2如圖1026所示為一簡諧波在t1=0時(shí)刻的波的圖象，波的傳播速度v=2m/s，質(zhì)點(diǎn)M在平衡位置上，求從t1=0到t2=2.45s這段時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)M通過的路程和位移各多大？3如圖1027所示，A、B一列簡諧橫波中的兩點(diǎn)，某時(shí)刻，A正處于正向最大位移處，另一點(diǎn)B恰好通過平衡位置向-y方向振動。已知A、B的橫坐標(biāo)分別為xA=0,xB=70m，并且波長符合不等式：20m80m,求波長.四、小結(jié)：波長、頻率、波速及關(guān)系五 、作業(yè)：p31與練習(xí)2、3必做，4、5做板書設(shè)計(jì)：一、波長：在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫波長1、單位：米2、符號表示： 二、周期：1、單位：秒(S)2、符號：T三 、頻率：1、單位：赫茲(Hz)2、符號：f教后記：第四節(jié) 波的反射和折射教學(xué)目標(biāo)（一）知識與技能1、知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)會發(fā)生反射和折射。2、知道波發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長都與入射波相同。3、知道波發(fā)生折射是由于波在不同的介質(zhì)中速度不同，知道折射角與入射角的關(guān)系。（二）過程與方法培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的觀察、分析和歸納的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對現(xiàn)象的觀察、解釋、培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。教學(xué)重點(diǎn)1、波的反射和折射現(xiàn)象。2、知道波的反射和折射現(xiàn)象中折射角與入射角及反射角的關(guān)系。3、理解波發(fā)生折射時(shí)的頻率、波速和波長都不改變。教學(xué)難點(diǎn)用波的反射和折射現(xiàn)象解決實(shí)際問題。教學(xué)方法自學(xué)輔導(dǎo)法教學(xué)用具：水波槽，長木板和厚玻璃板各一塊教學(xué)過程（一）引入新課情景一位演員在山中唱山歌，歌聲繚繞不斷。提出問題為什么會產(chǎn)生上述現(xiàn)象？學(xué)生討論分析上述實(shí)事中：演員發(fā)出的聲波傳到山崖時(shí)，會返回來繼續(xù)傳播，使我們聽到回聲，這屬于聲波的反射現(xiàn)象。思考：水波在傳播過程中遇到障礙物時(shí)，能不能產(chǎn)生反射現(xiàn)象呢？做演示實(shí)驗(yàn)：在水波槽的裝置中，把一根金屬絲固定在振動片上。a讓振動片開始振動，金屬絲將周期性地觸動水面，形成波源。觀察到的現(xiàn)象：在水面上從波源發(fā)出一列圓形水波。b在水槽中放一塊長木板，讓波源發(fā)出圓形波，觀察水波遇到長木板后發(fā)生的現(xiàn)象。觀察到的現(xiàn)象：從波源發(fā)出的圓形波遇到長木板后，有一列圓形波從長木板反射回來。教師：波的反射現(xiàn)象中遵循哪些規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)的內(nèi)容。（二）進(jìn)行新課1波面和波線教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材32、33頁有關(guān)內(nèi)容，思考問題：（1）什么是波面？什么是波線？（2）對于水波和空間一點(diǎn)發(fā)出的球面波為例，如何理解波面和波線？學(xué)生：閱讀教材，思考問題。投影出示圓形波的照片。介紹什么是波面和波線：（1）照片中的圓形是朝各個(gè)方向傳播的波峰（或波谷）在同一時(shí)刻構(gòu)成的，叫做波面。（2）圖中與各個(gè)波面垂直的線叫波線，用來表示波的傳播方向。2惠更斯原理教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材33頁有關(guān)內(nèi)容，思考問題：（1）惠更斯原理的內(nèi)容是什么？（2）以球面波為例，應(yīng)用惠更斯原理解釋波的傳播。學(xué)生：閱讀教材，思考問題。3波的反射教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材34頁有關(guān)內(nèi)容，體會用惠更斯原理對波的反射過程的解釋。學(xué)生：閱讀教材。教師：用多媒體出示右圖。結(jié)合圖形講解、總結(jié)：（1）入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角。（2）反射波的波形與平面法線的夾角i叫做反射角。（3）在波的反射中，遵循下述規(guī)律：反射角等于入射角反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同。試一試：解釋現(xiàn)象（1）夏日的雷聲轟鳴不絕（2）在空房子里講話，聲音較響（3）講演時(shí)聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時(shí)間現(xiàn)象一：夏日的雷聲有時(shí)轟鳴不絕，原因是聲波在云層里多次反射形成的?，F(xiàn)象二：在空房間里講話，會感到聲音更響，是因?yàn)槁暡ㄔ谄胀ǚ块g里遇到墻壁、地面、天花板等障礙物發(fā)生反射時(shí)，由于很近，回聲和原聲幾乎同時(shí)到達(dá)人耳，而人耳只能區(qū)分開相差0.1 s以上的兩個(gè)聲音.所以在房間里聽不到回聲，只會感到聲音比在野外大些。現(xiàn)象三：講演廳內(nèi)聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時(shí)間，是由于聲波在室內(nèi)傳播時(shí)，要被墻壁、天花板、地板等障礙物反射，每反射一次都要被障礙物吸收一些，這樣，當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，聲波在室內(nèi)要經(jīng)過多次反射和吸收，最后才消失，我們就會感覺到聲源停止發(fā)聲后，還會持續(xù)一段時(shí)間。強(qiáng)化訓(xùn)練（1）為了測海的深度，一同學(xué)利用電子發(fā)聲器對著海面發(fā)聲，測得2.2 s后聽到回聲，已知聲音在水中的速度是1450 m/s，求此海有多深？參考答案：（1）解：鐘表測出的時(shí)間是從聲音發(fā)出的障礙物（海底），把聲音反射回來的時(shí)間，由這個(gè)時(shí)間求得的距離應(yīng)除以2才是所求的距離.海底深度s=1450 m/s2.2 s=1595 m4波的折射教師：剛才我們研究了波的反射現(xiàn)象，波的反射過程中反射波和入射波在同一種介質(zhì)中，那么如果波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？學(xué)生會結(jié)合初中學(xué)過的光的折射現(xiàn)象總結(jié)猜想：發(fā)生折射現(xiàn)象。教師：下邊我們以水波為例，來研究波的折射現(xiàn)象。演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備題：要讓水波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，我們應(yīng)如何做？我們可以在水波槽的一部分底面上放一塊厚玻璃板，使槽分成兩個(gè)區(qū)域：深水區(qū)（沒有放厚玻璃板的區(qū)域）和淺水區(qū)（放厚玻璃板的區(qū)域），由于水波在這兩個(gè)區(qū)域的傳播速度不同，因而可以把這兩個(gè)區(qū)域看作是不同的介質(zhì)。在實(shí)物投影儀上進(jìn)行演示：（1）在水波槽的一部分底面上放一塊玻璃板，把槽分成深水區(qū)和淺水區(qū)兩部分。（2）讓水波由深水區(qū)射到兩個(gè)區(qū)域的界面上，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察到的現(xiàn)象：看到波由深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)能繼續(xù)傳播，但是改變了傳播方向。學(xué)生閱讀課文，解答下列思考題（1）什么是波的折射？（2）什么叫入射角和折射角？（3）在波的折射中遵循什么規(guī)律？教師總結(jié)（1）波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播的方向會發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做波的折射。（2）折射波的波線界與界面法線之間的夾角r叫做折射角。（3）在波的折射中遵循下列規(guī)律：折射波與入射波的頻率相同折射波和入射波的波速和波長不同在波的折射中，入射角和折射角之間有下述關(guān)系其中v1和v2是在介質(zhì)和介質(zhì)中的波速。由于波速是由介質(zhì)決定的，故是一個(gè)只與兩種介質(zhì)有關(guān)而與入射角無關(guān)的常數(shù)，叫做第2種介質(zhì)相對第1種介質(zhì)的折射率。用表示，則如果第2種介質(zhì)中的波速小于第1種介質(zhì)中的波速，波在進(jìn)入第2種介質(zhì)后，傳播方向?qū)⑾蚍ň€靠攏。這與實(shí)驗(yàn)得到的波的折射定律一致。在水波的折射演示實(shí)驗(yàn)中，水波到達(dá)淺水區(qū)后，傳播方向向法線靠攏，說明水波的傳播速度與水深有關(guān)，水越淺，傳播速度越小。強(qiáng)化訓(xùn)練（1）如圖所示是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)中的波速為v1，波在介質(zhì)中的波速為v2，則v1v2為（ ）A1 B1 C D解析：（1）=60，=45 本題選C（三）課堂總結(jié)、本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了一個(gè)原理、二種現(xiàn)象、五個(gè)概念、二條規(guī)律布置作業(yè)：1完成P36“問題與練習(xí)”的題目。2閱讀教材后面的“科學(xué)漫步”欄目中的短文回聲、混響和建筑聲學(xué)。板書設(shè)計(jì)：1、 一個(gè)原理：惠更斯原理2、二種現(xiàn)象：波的反射和波的折射3、五個(gè)概念：波面、波線、入射角、反射角、折射角4、二條規(guī)律：波的反射規(guī)律（1）入射波的波線、反射波的波線和界面法線在同一平面內(nèi)，反射角等于入射角。（2）反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同。波的折射規(guī)律：（1）入射波的波線、折射波的波線和界面法線在同一平面內(nèi)。（2）入射角的正弦與折射角的正弦之比，等于波在第一種介質(zhì)中的傳播速率與在第二種介質(zhì)中的傳播速率之比，即：。教后記：第五節(jié)：波的衍射教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、 知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件2、知道衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象3、通過觀察水波的衍射現(xiàn)象，認(rèn)識衍射現(xiàn)象的特征（二）過程與方法培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的觀察、分析和歸納的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對現(xiàn)象的觀察、解釋、培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。教學(xué)重點(diǎn):波的衍射教學(xué)難點(diǎn):產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件的理解教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)討論法教學(xué)用具:水槽演示儀，長條橡膠管教學(xué)過程引入新課：我們向平靜的湖面上投入一個(gè)小石子，可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋，并向周圍傳播當(dāng)波紋遇到障礙物后會怎樣？請學(xué)生思考、想象、猜測（本節(jié)課就要通過對現(xiàn)象的觀察，對其進(jìn)行初步解釋）一、波的衍射1、波的衍射現(xiàn)象：首先觀察水槽中水波的傳播：圓形的水波向外擴(kuò)散，越來越大然后，在水槽中放入一個(gè)不大的障礙物，觀察水波繞過障礙物傳播的情況由此給出波的衍射定義讓學(xué)生仔細(xì)觀察演示現(xiàn)象請學(xué)生思考討論后給出定義，教師請學(xué)生回答并板書波繞過障礙物的現(xiàn)象，叫做波的衍射引導(dǎo)學(xué)生觀察：在水槽中放入一個(gè)有孔的障礙物，水波通過孔后也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象衍射現(xiàn)象再請學(xué)生看教材中的插圖，解釋“繞過障礙物”的含義2、發(fā)生明顯波的衍射的條件：在前面觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行下面的觀察：在不改變波源的條件下，將障礙物的孔由較大逐漸變小可以看到波的衍射現(xiàn)象越來越明顯引導(dǎo)學(xué)生思考：障礙物的大小變化也會引起上述現(xiàn)象嗎？由此得出結(jié)論：障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯在不改變障礙物大小的條件下，使水波的波長逐漸變大或逐漸變小請學(xué)生回答是否也出現(xiàn)上述現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：當(dāng)障礙物的大小與波長相差不多時(shí)，波的衍射現(xiàn)象較明顯（教師板書） 發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多最后告訴學(xué)生：波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象（只有明顯與不明顯）二、應(yīng)用請學(xué)生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的衍射現(xiàn)象，舉例說明：例1、俗話說：“隔墻有耳”：是聲波的衍射現(xiàn)象，既聲音繞過障礙物到了耳朵例2、水波的衍射現(xiàn)象例3、在房間中可以接受到收音機(jī)和電視信號，是電磁波的衍射現(xiàn)象三、布置作業(yè)： 必做題：P38問題與練習(xí)1、2 選做： 課時(shí)卷3、4、5、6小結(jié)：波的衍射定義、現(xiàn)象解釋教后記：第六節(jié)：波的干涉教學(xué)目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點(diǎn)2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象3、通過觀察波的獨(dú)立前進(jìn)，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認(rèn)識波的干涉條件及干涉現(xiàn)象的特征（二）過程與方法培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的觀察、分析和歸納的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。教學(xué)重點(diǎn):波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件教學(xué)難點(diǎn):對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解教學(xué)方法:觀察、實(shí)驗(yàn)討論法、練習(xí)講授教學(xué)用具:水槽演示儀，長條橡膠管， 教學(xué)過程新課引入：問題1：上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象，什么是波的衍射現(xiàn)象呢？（生：波繞過障礙物的現(xiàn)象）問題2：發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么？（生：障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差不多）這節(jié)課我們研究波的干涉現(xiàn)象，如果同時(shí)投入兩個(gè)小石子，形成了兩列波，當(dāng)它們相遇在一起時(shí)又會怎樣?請學(xué)生注意觀察演示實(shí)驗(yàn)一、波的干涉觀察現(xiàn)象：在水槽演示儀上有兩個(gè)振源的條件下，單獨(dú)使用其中的一個(gè)振源，水波按該振源的振動方式向外傳播；再單獨(dú)使用另一個(gè)振源，水波按該振源的振動方式向外傳播學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象結(jié)論：每一個(gè)波源都按其自己的方式，在介質(zhì)中產(chǎn)生振動，并能使介質(zhì)將這種振動向外傳播找兩個(gè)同學(xué)拉著一條長繩，讓他們同時(shí)分別抖動一下繩的端點(diǎn)，則會從兩端各產(chǎn)生一個(gè)波包向?qū)Ψ絺鞑ギ?dāng)兩個(gè)波包在中間相遇時(shí)，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播（由于這種現(xiàn)象一瞬間完成，學(xué)生看不清楚，教師可用計(jì)算機(jī)多媒體演示）學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象結(jié)論：波相遇時(shí)，發(fā)生疊加以后仍按原來的方式傳播，是獨(dú)立的1.波的疊加：在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的疊加教師板書：兩列波相遇時(shí)，在波的重疊區(qū)域，任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的總位移都等于兩列波分別引起的位移的矢量和結(jié)合圖下圖解釋此結(jié)論解釋時(shí)可以這樣說：在介質(zhì)中選一點(diǎn) 為研究對象，在某一時(shí)刻，當(dāng)波源l的振動傳播到 點(diǎn)時(shí)，若恰好是波峰，則引起 點(diǎn)向上振動；同時(shí)，波源2的振動也傳播到了 點(diǎn)，若恰好也是波峰，則也會引起 點(diǎn)向上振動；這時(shí)， 點(diǎn)的振動就是兩個(gè)向上的振動的疊加， 點(diǎn)的振動被加強(qiáng)了(當(dāng)然，在某一時(shí)刻，當(dāng)波源1的振動傳播到 點(diǎn)時(shí)，若恰好是波谷，則引起戶點(diǎn)向下振動；同時(shí)，波源2的振動傳播到了 點(diǎn)時(shí)，若恰好也是波谷，則也會引起 點(diǎn)向下振動；這時(shí)， 點(diǎn)的振動就是兩個(gè)向下的振動的疊加， 點(diǎn)的振動還是被加強(qiáng)了)用以上的分析，說明什么是振動加強(qiáng)的區(qū)域波源l經(jīng)過半周期后，傳播到P點(diǎn)的振動變?yōu)椴ü?，就會使P點(diǎn)的振動向下，但此時(shí)波源2傳過來的振動不一定是波谷(因?yàn)閮刹ㄔ吹闹芷诳赡懿煌?，所以，此時(shí)P點(diǎn)的振動可能被減弱，也可能是被加強(qiáng)的(讓學(xué)生來說明原因)問題：如果希望P點(diǎn)的振動總能被加強(qiáng)，應(yīng)有什么條件?如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點(diǎn)Q，希望Q點(diǎn)的振動總能被減弱，應(yīng)有什么條件?教師總結(jié)：波源1和波源2的周期應(yīng)相同2波的干涉：觀察現(xiàn)象：水槽中的水波的干涉對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強(qiáng)調(diào)兩列水波的頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點(diǎn)的振動加強(qiáng)，而另一些點(diǎn)的振動減弱的現(xiàn)象，加強(qiáng)和減弱的點(diǎn)的分布是穩(wěn)定的詳細(xì)解釋教材中給出的插圖，如下圖所示在解釋和說明中，特別應(yīng)強(qiáng)調(diào)的幾點(diǎn)是：此圖是某時(shí)刻兩列波傳播的情況；兩列波的頻率(波長)相等；當(dāng)兩列波的波峰在某點(diǎn)相遇時(shí)，這點(diǎn)的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點(diǎn)就是波谷和波谷相遇，則這點(diǎn)的振動位移是負(fù)的最大值；振動加強(qiáng)的點(diǎn)的振動總是加強(qiáng)的，振動減弱的點(diǎn)的振動總是減弱的讓學(xué)生思考和討論，并在分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義：（教師板書）頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣請學(xué)生反復(fù)觀察水槽中的水波的干涉，分清哪些區(qū)域?yàn)檎駝蛹訌?qiáng)的區(qū)域，哪些區(qū)域?yàn)檎駝訙p弱的區(qū)域最后應(yīng)幫助學(xué)生分析清楚：介質(zhì)中某點(diǎn)的振動加強(qiáng)，是指這個(gè)質(zhì)點(diǎn)以較大的振幅振動；而某點(diǎn)的振動減弱，是指這個(gè)質(zhì)點(diǎn)以較小的振幅振動，這與只有一個(gè)波源的振動在介質(zhì)中傳播時(shí)，各質(zhì)點(diǎn)均按此波源的振動方式振動是不同的問題：任何兩列波進(jìn)行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎？（不可以）為什么？（干涉是一種特殊的疊加任何兩列波都可以進(jìn)行疊加，但只有兩列頻率相同）總結(jié)：干涉是波特有的現(xiàn)象二、應(yīng)用請學(xué)生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的干涉現(xiàn)象，舉例說明：例1、水波的干涉現(xiàn)象例2、聲波的干涉現(xiàn)象三、課堂小結(jié)：波的干涉現(xiàn)象、發(fā)生干涉現(xiàn)象條件四、布置作業(yè)：完成P41“問題與練習(xí)”的題目板書設(shè)計(jì)：1、頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(qū)域互相