機(jī)械波的產(chǎn)生教案

D、機(jī)械波的產(chǎn)生一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)課是上海市二期課改高一年級物理教材第四章《周期運(yùn)動》的第D節(jié)內(nèi)容，《D機(jī)械波的產(chǎn)生》是在學(xué)習(xí)了《C機(jī)械振動》之后，對振動的群體性現(xiàn)象進(jìn)行的更為深入的探究。機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動中比較復(fù)雜的運(yùn)動形式，屬于周期性運(yùn)動，廣泛地涉及物理學(xué)的諸多領(lǐng)域。本節(jié)課的內(nèi)容重在要求學(xué)生能夠了解波的產(chǎn)生條件和傳播過程中的特點，為下節(jié)課《E機(jī)械波的描述》打下基礎(chǔ)，同時也為高二電學(xué)中的電磁波等后續(xù)知識的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識有：運(yùn)動學(xué)相關(guān)知識、動力學(xué)相關(guān)知識、機(jī)械振動、周期運(yùn)動等。從生活中的有關(guān)機(jī)械波的例子入手，本節(jié)課逐步引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起有關(guān)機(jī)械波的理性認(rèn)識，建立有關(guān)“機(jī)械波”、“機(jī)械波的傳播”、“機(jī)械波的特點”等概念。以教師的演示實驗逐步引導(dǎo)學(xué)生探究機(jī)械波的形成條件、機(jī)械波的傳播特點，分析得到有關(guān)機(jī)械波的相關(guān)知識。本設(shè)計強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中深化對機(jī)械波的理性認(rèn)識，通過對簡單實際問題的分析與研究，知道機(jī)械波在實際生活中的應(yīng)用，從而自覺聯(lián)系生活，有意識地思考生活中的一些物理現(xiàn)象。本節(jié)課屬于基礎(chǔ)性課程范疇，計劃安排1課時。本節(jié)課的教學(xué)對象是南洋模范中學(xué)（上海市實驗性、示范性高級中學(xué)）高一普通班的學(xué)生。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了相關(guān)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的基本知識，并認(rèn)識了質(zhì)點振動的特點和規(guī)律，但對于機(jī)械波的認(rèn)識依舊停留在對日常生活現(xiàn)象觀察的感性層面，并未形成理性層面的、較為系統(tǒng)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，因此本節(jié)課通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗、分析機(jī)械波的成因以及動態(tài)傳播過程特征，進(jìn)一步提高學(xué)生觀察、實驗、抽象思維、推理和綜合分析問題的能力。二、教學(xué)目標(biāo)：1、知識與技能：（1）知道機(jī)械波的形成過程。（2）能繪制橫波在不同時刻的波形圖。（3）知道橫波。（4）理解機(jī)械波產(chǎn)生和傳播的條件。2、過程與方法：（1）通過對日常生活中有關(guān)波動現(xiàn)象的觀察、分析、總結(jié)、提煉物理現(xiàn)象的特點，體會物理概念形成的過程，感受科學(xué)探究的樂趣。（2）通過演示實驗來探究物理現(xiàn)象的規(guī)律。3、情感態(tài)度價值觀：（1）通過“生活一物理一生活”的學(xué)習(xí)過程，感受科學(xué)探究的趣味性與實用性。（2）培養(yǎng)學(xué)生通過辨證的觀點探究物理過程及其規(guī)律。（3）塑造學(xué)生唯物主義的世界觀和方法論。三、教學(xué)重點難點：1、重點：（1）橫波產(chǎn)生和傳播的條件（2）根據(jù)橫波的傳播情況繪制不同時刻的波形圖2、難點：描繪橫波的波形圖四、教學(xué)資源1、多媒體資源：自制教學(xué)課件。2、演示實驗器材：繩子、“真空中的鬧鐘”等。五、教學(xué)設(shè)計思路本節(jié)設(shè)計主要分為五個教學(xué)環(huán)節(jié)：第一是得出機(jī)械波的概念；第二是探究機(jī)械波形成的條件；第三是繪制波形圖；第四是總結(jié)機(jī)械波傳播的特點；第五是應(yīng)用與鞏固。總體的設(shè)計思路是:通過生活中的波動現(xiàn)象以及教師甩繩子的演示實驗等的活動及由此引發(fā)的思考，讓學(xué)生明確有關(guān)機(jī)械波的概念以及形成條件。接著，通過師生共同繪制某些時刻的波形圖，讓學(xué)生初步建立其有關(guān)機(jī)械波的動態(tài)傳播概念。然后，通過對機(jī)械波傳播現(xiàn)象特征的總結(jié)，得到機(jī)械波傳播的特點。最后，讓學(xué)生通過對生活中有關(guān)機(jī)械波的一些現(xiàn)象的分析鞏固本節(jié)課的知識。本設(shè)計要突出的重點是：一是弄清楚機(jī)械波產(chǎn)生的條件。方法是：通過引導(dǎo)學(xué)生觀察演示實驗來進(jìn)行推理分析。二是了解機(jī)械波傳播的特點。方法是：通過演示教具的演示實驗，讓學(xué)生一邊觀察波的動態(tài)傳播現(xiàn)象一邊進(jìn)行分析、討論、總結(jié)。本設(shè)計要突破的難點是：引導(dǎo)學(xué)生繪制某些時刻橫波的波形圖。方法是：通過教師啟發(fā)的方式，讓學(xué)生自主進(jìn)行繪制，再進(jìn)行集體的討論。六、教學(xué)流程1.教學(xué)流程圖2、流程圖說明情景I情景分析教師展示水滴激起波紋、國旗飄飄的圖片?；顒覫教師演示實驗振動繩子，形成繩波?！罢婵罩械聂[鐘”實驗?；顒覫I課堂討論分析“麥浪滾滾是否屬于機(jī)械波”?；顒覫II師生繪圖在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生繪制振源振動了t=TA、TA、3TA、T、5TA的橫波波形圖?；顒覫V課堂討論學(xué)生總結(jié)機(jī)械波傳播的特點?；顒覸課堂討論完成鞏固練習(xí)。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)詳見“七、教學(xué)過程設(shè)計”。七、教學(xué)過程設(shè)計:

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置目的備注1、“請大家觀察圖片中的現(xiàn)象”“大家看到」了什么現(xiàn)象？”【參考答案：水滴激起陣陣波紋、波紋向四周散開、國旗在飄動】“這是一根繩子，請XX同學(xué)（身高較高）上臺來拿著繩子的一端，請大家觀察并描述實驗現(xiàn)象”教師甩動繩子【參考答案：繩子上下抖動，呈波浪狀】設(shè)問“這些現(xiàn)象有什么共同點”？讓學(xué)生歸納出“都在做波動”、“向前傳播”、“各點都在做振動”等演示實驗2、設(shè)問：生活中還有哪些情景與之相類似？預(yù)設(shè)回答：體操運(yùn)動員甩動彩帶、聲波聯(lián)系生活，進(jìn)行遷移3、聲音也是一種波介紹儀器：這是一個會響的鬧鐘【撥動開關(guān)，使鬧鐘鬧起來】放在一個密閉的容器中，這是抽氣機(jī)，現(xiàn)在開始抽氣，請大家觀察現(xiàn)象預(yù)設(shè)回答：隨著空氣愈發(fā)稀薄，鈴聲漸弱；當(dāng)空氣抽光了，即當(dāng)鬧鐘在真空中時聽不到聲音了。通過實驗來激疑演示實驗4、引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)波傳播的條件：設(shè)問：為什么空氣抽掉就沒有聲音了呢？在什么樣的條件下才能聽到鬧鐘的響聲？【機(jī)械波的傳播需要振源和介質(zhì)】通過對實驗現(xiàn)象的分析梳理得出結(jié)論：波的傳播需要介質(zhì)和振源5、給出機(jī)械波的定義”機(jī)械振動在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了機(jī)械波?！泵鞔_機(jī)械波的定義6、這是風(fēng)拂過麥田，麥浪滾滾的美景。設(shè)問：這是否屬于機(jī)械波？激疑7、設(shè)問：以繩波為例子，將繩子視為許多個質(zhì)點構(gòu)成，運(yùn)動為什么能夠由近及遠(yuǎn)地傳播呢？離振源較遠(yuǎn)的質(zhì)點原先是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，倘若要振動起來，必須有一個什么條件？施力物體是誰？演示：繩子中各質(zhì)點間有相互牽拉的彈力，所以近的質(zhì)點會拽拉遠(yuǎn)的質(zhì)點做振動。而麥浪滾滾不屬于，因為麥穗間沒有相互牽拉的作用力。通過比較明確振動傳播的動力學(xué)原理FLASH演示8、下面我們來更深入地研究一下機(jī)械波。隨著振源的振動，我們將看到物體上的各個質(zhì)點都在做振動，下面我們來嘗試?yán)L制出某些時刻各質(zhì)點所處的位置。

9、老師先帶著大豕回振源振動了T4、T/2周期時候的圖（1）丁4為了定出各質(zhì)點的位置，不妨繪制幾個特殊點此時的位置。當(dāng)振源振動了T4位于振源的質(zhì)點位于最高點，波的最前沿傳播到了第4個質(zhì)點處。中間的2、3、4質(zhì)點依次由高到低排列，振動沒傳到的地方各質(zhì)點還處在靜止的位置?！居脵M波演示儀驗證】（2）T/2：同樣不妨繪制幾個特殊點的位置設(shè)問：應(yīng)該繪制哪幾個質(zhì)點的位置？【可能的回答：振源、波傳播的最前沿的質(zhì)點】振源振動了T/2,位于振源的質(zhì)點回到平衡位置，波的最前沿傳播到了第7個質(zhì)點處。第4個質(zhì)點振動了T4中間的質(zhì)點依次由高到低、由低到高地排列，振動沒傳到的地方各質(zhì)點還處在靜止的位置?！居脵M波演示儀驗證】板書繪圖演示實驗10、設(shè)問：請大家嘗試畫出振源振動了3T4、T、5T4周期時的波形圖。請同學(xué)上臺來繪制引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會繪制機(jī)械波的圖像11、然后用橫波演示儀來演示3T/4、T、5T4周期時的圖像實驗證明演示實驗12、設(shè)問：請大家觀察黑板上不同時刻機(jī)械波的圖像，機(jī)械波的傳播有什么特點？請大家仔細(xì)觀察演示儀?！窘處熯呣D(zhuǎn)動演示儀，讓學(xué)生邊觀察現(xiàn)象，邊暢所欲言，教師將學(xué)生的觀點寫在黑板上，用學(xué)術(shù)化的語言來表述］（1）各質(zhì)點起始振動的方向有什么共同點？（2）介質(zhì)中的質(zhì)點運(yùn)動的方向與波傳播的方向有什么關(guān)系？（3）離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點的振動情況畀近的質(zhì)點間存在什么關(guān)系？【參考答案：（1）介質(zhì)中各質(zhì)點的起振方向均相同，與波源的起振方向一致。（2）介質(zhì)中各質(zhì)點都在各自平衡位置附近做機(jī)械振動，并不隨波的傳播方向而遷移.（3）離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點振動，遠(yuǎn)的質(zhì)點重復(fù)近的質(zhì)點的振動。（4）機(jī)械波在傳播的過程中，傳播的不僅僅是振動的形式，傳播的而且還有能量。（5）隨著時間的推移，波形其實是沿著波傳播的方向平移】通過現(xiàn)象總結(jié)提煉其特點演示實驗13、教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本堂課所學(xué)的內(nèi)容：（1）機(jī)械波的定義（2）機(jī)械波產(chǎn)生的條件（3）機(jī)械波的特點通過對本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的小結(jié)，形成知識的網(wǎng)絡(luò)

14、教師展示情境：“小明的球不，慎落入了湖中，為了取回球，小明不斷地向湖面投擲石塊兒，想讓水波帶著球往岸邊移動……”讓學(xué)生討論該設(shè)想是否可行？【參考答案：不可行，因為振動的物體不會隨波遷移，應(yīng)用知識通過對現(xiàn)實生活中例子的分析、判斷15、給學(xué)生展示情境：某同學(xué)用手拿著繩的一端上下抖動，就會看到」一列凹凸相間的波向繩子的另一端傳去，試根據(jù)某時刻繩子上的