高中物理人教版選修34　122　波的形成　教學(xué)設(shè)計(jì)

1、12.2波的形成教案設(shè)計(jì)一、 教案背景1，面向?qū)W生： 中學(xué) 小學(xué) 2，學(xué)科：物理2，課時(shí)：13，學(xué)生課前準(zhǔn)備：學(xué)生分成小組一、 課前預(yù)習(xí)了解二、 完成課后習(xí)題二、 教學(xué)課題波的形成知識(shí)技能目標(biāo)目標(biāo) ：1、了解機(jī)械波的形成2、正確理解橫波的形成過程3、掌握振動(dòng)與波區(qū)別和聯(lián)系、會(huì)運(yùn)用機(jī)械波知識(shí)解決有關(guān)問題、4、理解橫波的傳播規(guī)律過程與方法目標(biāo) 利用思考-探究-觀察-分析式學(xué)習(xí)的過程方法讓學(xué)生去認(rèn)識(shí)機(jī)械波。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1、培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際及動(dòng)手的實(shí)踐能力2、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力唯物主義追求觀。三、 教材分析通過對(duì)波的認(rèn)知及對(duì)波的形成過程，最后得出機(jī)械波形成過程中需要的條件，振源傳播的介質(zhì)，從

2、而認(rèn)識(shí)到什么是振源，什么樣的才是波傳播介質(zhì)，最后再過渡到波的傳播過程，是介質(zhì)中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)間相互作用，而質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移，只傳播運(yùn)動(dòng)形成和傳播能量的過程。從而讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到波的區(qū)別，橫波及縱波各自的特點(diǎn)，進(jìn)而掌握波的形成規(guī)律【教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)】 重點(diǎn)：波的傳播過程難點(diǎn)：如何尋找橫波的形成的周期性和運(yùn)算公式及運(yùn)算依據(jù) 教學(xué)之前用百度在網(wǎng)上搜索機(jī)械波的相關(guān)教學(xué)材料，找了很多教案作參考，了解到教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，確定課堂教學(xué)形式和方法。然后根據(jù)課堂教學(xué)需要，利用百度搜索在搜索到有關(guān)生活中機(jī)械波的視頻，現(xiàn)場放給學(xué)生觀看，加深印象。四、 教學(xué)方法思考探究觀察分析：什么樣的是波？有哪些現(xiàn)象屬于波？波有哪些特點(diǎn)和規(guī)律

3、？ 五、 教學(xué)過程一、 復(fù)習(xí)提問 師： 振動(dòng)是否就是指簡諧振動(dòng)？物體作簡諧振動(dòng)時(shí)具有什么特征？ 生：振動(dòng)不一定就是簡諧振動(dòng)。只有振動(dòng)物體所受的回復(fù)力滿足F=-KX,或者加速度a=-k/mx時(shí)，這樣的震動(dòng)才是簡諧振動(dòng)。二、引入新課一物體（或質(zhì)點(diǎn)）在受到一個(gè)大小與位移成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用時(shí)，就會(huì)做簡諧振動(dòng)。如果做簡諧振動(dòng)的物體（質(zhì)點(diǎn)）與周圍的物體（或質(zhì)點(diǎn)）有互相作用，那么它的振動(dòng)對(duì)周圍物體（或質(zhì)點(diǎn)）會(huì)有什么影響？讓我們一起來研究這個(gè)問題。百度搜索視頻：天安門升起的國旗迎風(fēng)飄揚(yáng)的過程百度搜索視頻：運(yùn)動(dòng)員跳水過程中水紋的擴(kuò)張放大視頻新課教學(xué)1、 波的形成和傳播過程師：如果往平鏡的水面

4、投一小石子或在水邊用小木棍周期性的擊打水面，將會(huì)看到什么現(xiàn)象？生：水面上會(huì)形成水波，從石子的落點(diǎn)或木棍的打擊處向外傳去。演示1 取一段中間拴有紅繩的橡膠管，把管的一端固定，另一端握在手中，并把它松松地放在較長的桌面上（將兩張學(xué)生雙人桌接在一起），手握住管子令其一端上下振動(dòng)，如教科書第206頁圖711（甲）所示。師：誰能描繪一下鎖見到的現(xiàn)象？百度搜索視頻：跳床比賽視頻生：回答演示2利用教科書所示的彈簧縱波演示器，演示縱波的形成和傳播。使金屬球在鋼片彈力作用下，沿螺旋彈簧方向左右振動(dòng)。師：螺旋彈簧在金屬球作用下發(fā)生了什么現(xiàn)象？生：回答教師指出：在生活中也有類似的情況。人在說話、唱歌和吶喊時(shí)，聲帶不

5、停地振動(dòng)，會(huì)使附近的空氣產(chǎn)生疏密不均的狀態(tài)，這種疏密不均的狀態(tài)就會(huì)在空氣中由聲帶附近向遠(yuǎn)處傳去，形成疏密相同的疏密波。從以上的現(xiàn)象和演示可以看出：（1）由于外來的擾動(dòng)，在水、橡膠管、螺旋彈簧和空氣中的某一點(diǎn)會(huì)引起振動(dòng)，而這點(diǎn)的振動(dòng)又會(huì)沿這些物體傳播。我們把開始振動(dòng)的點(diǎn)叫波源，傳播振動(dòng)的媒介物質(zhì)叫媒質(zhì)。機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播叫做機(jī)械波。因此可以說，振動(dòng)式產(chǎn)生波的原因，而波是振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播，有振動(dòng)不一定有波存在，還必須有傳播振動(dòng)的媒質(zhì)，但有波則一定有引起波的振源。（2）如對(duì)波動(dòng)進(jìn)行按較仔細(xì)的觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，媒質(zhì)中本來靜止的質(zhì)點(diǎn)會(huì)隨波振動(dòng)，不管是橡膠管上的凸凹波，還是螺旋彈簧上的疏密波中，各質(zhì)點(diǎn)只

6、在其原來的平衡位置附近做往復(fù)振動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身不隨波向波的傳播方向移動(dòng)，表明媒質(zhì)只把振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式以波的形式傳出去，而質(zhì)點(diǎn)本身不會(huì)沿波的方向隨波一起傳出去。（3）原來靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨波的傳來而開始振動(dòng)，這表明它獲得了能量。質(zhì)點(diǎn)獲得的能量是從波源傳來的，故在波傳播振動(dòng)的同時(shí)，也就把波源的能量傳遞出去。因此也可以說，波是傳播能量的一種形式。2、 橫波和縱波按照質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和傳播方向的關(guān)系，可以把波分成橫波和縱波。 百度搜索視頻：地震的形成視頻 在以上實(shí)驗(yàn)中，橡膠管上的凸凹波，是質(zhì)點(diǎn)上下振動(dòng)，而波沿水平方向傳播，也就是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，我們稱這種波叫橫波。其凸起部分叫波峰，凹陷部分叫波

7、谷。 在螺旋彈簧的疏密波中，質(zhì)點(diǎn)左右振動(dòng)，波向右傳播，也就是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上，這種波叫做縱波。在縱波中，質(zhì)點(diǎn)分布較密的部分叫密部，較疏的部分叫疏部。3、 橫波的傳播規(guī)律（教師出示“沿繩傳出的凹凸相同的波“的教學(xué)掛圖）為了便于分析和研究波的形成和傳播過程，我們把媒質(zhì)看作由大量質(zhì)點(diǎn)組成的物質(zhì)，而每個(gè)質(zhì)點(diǎn)由演示器或圖中的一個(gè)小球來表示。媒質(zhì)中任一點(diǎn)都不發(fā)生振動(dòng)時(shí)，表示質(zhì)點(diǎn)的各個(gè)小球都處于表示平衡位置的一條直線上（只討論一直線上個(gè)質(zhì)點(diǎn)的情況，而其他質(zhì)點(diǎn)的情況與此相同，故不再討論）。當(dāng)媒質(zhì)中的某一質(zhì)點(diǎn)（如演示器中的左邊第一個(gè)小球或掛圖中標(biāo)有1的小球）因受到?jīng)_擊而開始振動(dòng)后，由于質(zhì)

8、點(diǎn)間的相互作用力，使其后的一些質(zhì)點(diǎn)也跟著作相似的振動(dòng)（受迫振動(dòng)），又由于質(zhì)點(diǎn)本身具有慣性，故后面的質(zhì)點(diǎn)依次比前的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的要晚些。為便于討論，我們將第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)從開始振動(dòng)后每完成4分之1T的振動(dòng)時(shí)，看后面各質(zhì)點(diǎn)隨前面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)而振動(dòng)的情況：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)質(zhì)點(diǎn)由于受到?jīng)_擊開始向上振動(dòng)后，由于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用。其后的質(zhì)點(diǎn)必依次開始隨第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)；又由于質(zhì)點(diǎn)本身具有慣性，后面的質(zhì)點(diǎn)又依次隨前一質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)。第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在開始運(yùn)動(dòng)的第一個(gè)4分之1T內(nèi)，從平衡位置運(yùn)動(dòng)到上邊的最大位移處，第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)比第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)晚開始運(yùn)動(dòng)，它已離開平衡位置正向上運(yùn)動(dòng)，而第四個(gè)質(zhì)點(diǎn)恰好要離開平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)恰好要離開平衡

9、位置向上運(yùn)動(dòng)，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)4的運(yùn)動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)1開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀況完全相同。（按以上分析，邊講邊把演示器的各個(gè)小球撥至相關(guān)位置，并一一對(duì)應(yīng)地畫在圖上。其圖形如書中圖示。然后讓學(xué)生按上述方法分析當(dāng)?shù)谝粋€(gè)小球在振動(dòng)到t=T、直到時(shí)的情況，并糾正錯(cuò)誤。）從以上分析可以看出，在波的形成和傳播過程中具有以下規(guī)律：（1）在傳播過程中，總是先（先開始運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)）帶后（后開始運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)），后跟前、運(yùn)動(dòng)（振動(dòng)）狀態(tài)向后（沿波的傳播方向）傳。（2）在所畫的表示波的圖像中有一系列的特殊質(zhì)點(diǎn)，這些質(zhì)點(diǎn)在波的傳播過程中，每時(shí)每刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都相同。在波上任何兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長，波

10、長通常以字母表示?？梢姡噜彽膬刹ǚ澹ɑ蚬龋┲g的距離，也是一個(gè)波長。（3）根據(jù)波長的定義，從圖中還能看出波在形成和傳播時(shí)，波源（質(zhì)點(diǎn)1）每完成4分之1T的振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就沿波的傳播方向傳出；完成的振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)傳出；波源完成的振動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以波的形式沿波的傳播方向向后傳出。四 鞏固練習(xí)師：有人說有振動(dòng)就一定會(huì)形成波；有波一定有振動(dòng)，你認(rèn)為這種說法對(duì)嗎？生：回答五、作業(yè)課后試驗(yàn)（在操場上進(jìn)行） 在拔河繩靠近一端處栓一紅布條，然后把它松弛地放在地上。讓一位同學(xué)（要找力氣大些的男生）用手握住栓有紅布條的一端，用力上下擺動(dòng)，可以清楚看到凸凹相間的波從繩的一端向另一端傳去。思考：當(dāng)觀察波從繩的一端向另一端傳去時(shí)，可以清楚地看到繩上的紅布條并未隨波一起沿傳播方向移動(dòng)，這說明什么問題？六、板書設(shè)計(jì)1、定義：機(jī)械振動(dòng)在媒質(zhì)中的傳播過程，叫做機(jī)械波。2、形成條件： 有振源； 有傳播振動(dòng)的媒介物-媒質(zhì)3、波在傳播過程中的特點(diǎn)和規(guī)律隨波傳出的是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，或說波傳出能量，質(zhì)點(diǎn)本身不隨波的傳播而沿波的傳播方向移動(dòng)。前帶后，后跟前，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)向后傳。質(zhì)點(diǎn)每完成的振動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沿波的傳播方向傳出。六、 教學(xué)反思本節(jié)課容量很大，教材中有些地方并沒有透徹地說明其主要規(guī)律及變化過程，需要進(jìn)行很深刻、形象具體的展開，向著學(xué)生比較容易接