選擇性必修一 機(jī)械波第2課時(shí)

教學(xué)內(nèi)容（章節(jié)）波的描述選修一第三章第二節(jié)一、課時(shí)教材分析：1.課程標(biāo)準(zhǔn)要求：“能用圖像描述橫波，理解波速、波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系。”2.教材分析：機(jī)械波作為物理學(xué)中重要的知識(shí),在教學(xué)上既是重點(diǎn)內(nèi)容又是難點(diǎn)內(nèi)容。而波的描述是本章的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。教材首先介紹了圖像法，然后再介紹了波長(zhǎng)、頻率和波速等物理量，為用解析法描述波打好基礎(chǔ)。教學(xué)中通過波動(dòng)演示箱或者利用多媒體動(dòng)畫課件模擬演示各個(gè)時(shí)刻的波形，幫助學(xué)生在頭腦中形成正確的物理圖景，以橫波為例說明波的圖像的物理意義，教材重點(diǎn)說明了波的圖像表現(xiàn)的是各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻偏離平衡位置的位移。在學(xué)習(xí)用圖像法描述波以后，要讓學(xué)生切實(shí)理解波長(zhǎng)、頻率和波速是描述波的特性的物理量，能用這些物理量措述機(jī)械波。二、課時(shí)學(xué)情分析1.知識(shí)基礎(chǔ)（1）學(xué)生前面已經(jīng)機(jī)械振動(dòng)，掌握了振動(dòng)的頻率、周期、振幅等物理量。（2）學(xué)生對(duì)水波具有一定的理解，并知道波是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。2.思維基礎(chǔ)（1）對(duì)物理充滿好奇心、對(duì)波的圖像具有認(rèn)識(shí)興趣和認(rèn)知興趣。（2）注重知識(shí)的邏輯性，希望能過自己解決一定的問題。3.能力基礎(chǔ)抽象思維能力較差，不容易理解波與振動(dòng)的關(guān)系。三、課時(shí)學(xué)習(xí)目標(biāo)根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材具體內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生已有知識(shí)水平，擬定如下教學(xué)目標(biāo)：1、物理觀念（1）認(rèn)識(shí)波形圖，掌握波形圖的畫法，理解波形圖的物理意義；（2）知道波長(zhǎng)、頻率（周期）和波速的概念及其決定因素；（3）理解波長(zhǎng)、頻率（周期）和波速的關(guān)系2．科學(xué)思維判斷波的傳播方向和各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向。3.科學(xué)探究通過觀察，探究波長(zhǎng)、周期與波速的關(guān)系，會(huì)區(qū)別波動(dòng)圖像和振動(dòng)圖像。4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任了解波動(dòng)現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，養(yǎng)成探究物理規(guī)律的習(xí)慣。四、課時(shí)學(xué)習(xí)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.認(rèn)識(shí)描述波的物理量以及波動(dòng)圖像的意義；2.理解波長(zhǎng)、頻率（周期）和波速的關(guān)系3.根據(jù)波的圖像判斷波傳播方向以及質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向。學(xué)習(xí)難點(diǎn)1.分析波的圖像與振動(dòng)圖像的區(qū)別；2.根據(jù)波的圖像判斷波傳播方向、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)。五、課時(shí)教學(xué)方法講授法、演示實(shí)驗(yàn)法、小組合作探究法六、課時(shí)學(xué)法指導(dǎo)讓學(xué)生嘗試自己觀察、描述現(xiàn)象，分析、概括出物理概念，使學(xué)生在獲取知識(shí)的過程中，領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)物理的方法。七、課時(shí)教學(xué)工具橫縱波演示儀、多媒體課件。八、課時(shí)教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師引導(dǎo)過程學(xué)生主體行為設(shè)計(jì)意圖課題引入通過觀察水波的視頻，提出問題：我們能否用圖像的方法來描述一列波呢？如果能，坐標(biāo)軸表示的是什么物理量？根據(jù)所學(xué)知識(shí)思考并進(jìn)行回答引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)波在時(shí)間和空間上具有周期性。波的圖像描述波的物理量描述波的物理量振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的區(qū)別波傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷學(xué)生活動(dòng)1：思考圖形的橫縱坐標(biāo)表示什么物理量？可以用x—t圖像描述波嗎？教師：通過觀察橫波演示器實(shí)驗(yàn)，引出波的圖像，建立x-y坐標(biāo)系，指明x、y軸的含義：即用橫坐標(biāo)x表示在波傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，用縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。再利用描點(diǎn)法作出此時(shí)波形圖，指出該圖像稱為波形圖。明確波的物理意義：波的圖像表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移。教師：如果波的圖像是正弦曲線，這樣的波叫做正弦波，也叫簡(jiǎn)諧波?？梢宰C明，介質(zhì)中有正弦波傳播時(shí)，介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（1）波長(zhǎng)利用橫縱波演示儀，說明振動(dòng)相位總是相同的含義，強(qiáng)調(diào)相鄰，從而得出波長(zhǎng)的概念：在波的傳播方向上，振動(dòng)相位總是相同的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長(zhǎng)，用λ表示。觀察橫波演示儀，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)波峰與波峰之間、波谷與波谷之間的距離也即為波長(zhǎng)。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離等于波長(zhǎng)。（2）周期與頻率觀察橫波演示儀，當(dāng)波源質(zhì)點(diǎn)完成一次全振動(dòng)時(shí)，波正好傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，并開始下一周期運(yùn)動(dòng)。因此，在波動(dòng)中，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率是相同的，它們都等于波源的振動(dòng)周期或頻率。提出問題：經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間，波沿傳播方向前進(jìn)多少距離呢？通過演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論：每經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間，波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，當(dāng)前的波形圖與原有的波形圖相同。（3）波速波速是一種速度，聯(lián)系速度計(jì)算公式以及剛才1個(gè)周期對(duì)應(yīng)1個(gè)波長(zhǎng)的結(jié)論，得出波長(zhǎng)、周期與波速間的計(jì)算公式。說明該公式適用于一切波。學(xué)生活動(dòng)2：思考頻率（周期）、波速、波長(zhǎng)由什么因素決定？1.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期由波源決定，振動(dòng)周期或頻率等于波源的振動(dòng)周期或頻率，波的頻率只取決于波源。2.機(jī)械波的波速由介質(zhì)的性質(zhì)決定，在不同的介質(zhì)中，波速是不同的。3.波長(zhǎng)則決定于v和T。波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)波速發(fā)生變化，周期不變，波長(zhǎng)發(fā)生變化；波在同一介質(zhì)中傳播，當(dāng)周期發(fā)生變化，波長(zhǎng)也發(fā)生變化。學(xué)生活動(dòng)3：分組討論振動(dòng)圖像和波的圖像的區(qū)別內(nèi)容振動(dòng)圖像波的圖像圖像橫軸表示的物理量縱軸表示的物理量研究對(duì)象研究?jī)?nèi)容一個(gè)完整圖形對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)由圖像可知思考：圖中實(shí)線為t=0時(shí)刻的波形圖，虛線為t=0.1s時(shí)刻的波形圖。據(jù)此能判斷波的傳播方向？學(xué)生活動(dòng)4：分組討論如何判斷波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向？1.已知波的傳播方向，判斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；如圖1所示，橫波向右傳播，此時(shí)A、B、C、D四點(diǎn)的振動(dòng)方向分別指向哪里？2.已知質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，判斷波的傳播方向；如圖2為一橫波在某一時(shí)刻的波形圖，A是波上的一點(diǎn)，在該時(shí)刻A正向上振動(dòng)，則這列波朝哪個(gè)方向傳播？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向判斷的方法：質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)法、圖像平移法、上下坡法、同側(cè)法。根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行思考并得出結(jié)論。根據(jù)對(duì)橫波演示儀的觀察以及兩張圖片的對(duì)比，進(jìn)一步得出：不同時(shí)刻波的形狀不同；同一時(shí)刻，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移不同。觀察橫波演示儀，思考老師提出的問題，并認(rèn)真回答。通過觀察并根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析老師提出的問題，并認(rèn)真回答。思考、討論其中波速可以類比聲波傳播與介質(zhì)有關(guān)，對(duì)于波長(zhǎng)，由λ=vT可知是與波速和周期有關(guān)分組進(jìn)行討論，形成小組內(nèi)的結(jié)論，并將答案寫在答題板上進(jìn)行展示。思考，并說出自己的看法。分組進(jìn)行討論，形成小組內(nèi)的結(jié)論，并將答案寫在答題板上進(jìn)行展示。通過設(shè)置問題以及演示橫波演示儀，讓學(xué)生意識(shí)到要想畫出波的圖像，就要對(duì)應(yīng)某一時(shí)刻，進(jìn)一步引導(dǎo)畫波的圖像的方法。通過橫波演示儀，幫助學(xué)生建立物理量的概念，也是幫助學(xué)生理解頻率（周期）、波速、波長(zhǎng)的定義，從而讓學(xué)生建立自己的物理觀念。幫助學(xué)生理解頻率（周期）、波速、波長(zhǎng)等物理量。通過小組討論及小組展示的方法，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使之相互促進(jìn)，提高學(xué)習(xí)效率，也鍛煉學(xué)生合作探究能力以及語言表達(dá)能力。通過設(shè)置問題情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論：如何判斷波的波的圖像和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向；利用小組討論教學(xué)方法，能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成頭腦風(fēng)暴，也能幫助他們相互理解、相互促進(jìn)，提高課堂學(xué)習(xí)效率。課堂小結(jié)教師引導(dǎo)，點(diǎn)評(píng)課堂學(xué)生總結(jié)幫助學(xué)生回顧知識(shí)。拓展應(yīng)用觀看視頻，了解生活中的噪聲；查閱相關(guān)資料，進(jìn)一步了解噪聲形成的相關(guān)知識(shí)，并提出減弱噪聲的可行性措施。認(rèn)真觀看，了解生活中噪聲來源。讓學(xué)生了解物理與生活之間的聯(lián)系。附：板書設(shè)計(jì)3.2波的描述波的圖像二、描述波的物理量1.波長(zhǎng)（λ）2.頻率（周期）3.波速（v）三、振動(dòng)圖像與波的圖像的區(qū)別四、波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向的判斷附：課后作業(yè)1.一列簡(jiǎn)諧波在x軸上傳播,某時(shí)刻波形如圖所示,已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E的運(yùn)動(dòng)方向向下,則()A.此波沿x軸正方向傳播B.質(zhì)點(diǎn)C此時(shí)向下運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)A將比質(zhì)點(diǎn)B先回到平衡位置D.質(zhì)點(diǎn)D的振幅為零2.(多選)關(guān)于波長(zhǎng)的下列說法正確的是()A.機(jī)械振動(dòng)在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)B.在波形上位移相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)之間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)C.在波形上速度最大且相同的相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)D.在波形上振動(dòng)情況總是相同的兩點(diǎn)間的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)3.介質(zhì)中有一簡(jiǎn)諧機(jī)械波正在傳播,下列說法正確的是()A.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期等于波源振動(dòng)的周期B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度等于波的傳播速度C.波的傳播方向與介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向垂直D.波峰與波谷間的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍4.一列橫波沿x軸正方向傳播,某時(shí)刻波形如圖所示