2019-2020学年高中物理下学期第三周 波的形成和传播教学设计.doc

2019-2020学年高中物理下学期第三周 波的形成和传播教学设计【教学目标】1知识与技能 （1）通过对一些现象的观察，感性认识什么样的运动叫波动。（2）知道机械波的概念，知道其形成的条件，理解其形成的机理。理解机械波波动过程的特点，知道其传播的是运动形式、能量和信息。 （3）知道机械波的分类及相关概念2过程与方法（1）通过演示实验与学生分组实验从感性出发剖析机械波波动的规律，提升学生的实验能力和思维。（2）通过对机械波形成原因的探究，培养学生透过现象看本质的意识和方法，并进一步从根本上理解机械波波动的规律。【教学过程】教学过程教师活动学生活动设计意图环节一.创设情景，提出问题：我们已经学过的运动形式有哪些？师：直线运动、曲线运动、圆周运动、振动等引入：生活中还会见到另一种运动，演示：一模拟水波(播放08年奥运会开幕式中活字印刷术模拟水波视频)；二演示实验（敲击音叉）声波的传播；三演示实验橡皮绳的运动（用橡皮绳沿竖直方向演示）；提出问题：你还知道有什么波？学生知道的波：声波、地震波、电磁波（可以提示学生）(表扬)汶川地震（视频）。波可以给我们带来震撼而美妙记忆,也可以给我们带来不堪回首的灾难.我们趋利避害,就要研究波,首先需要认识波.波是怎样形成和传播的呢？从本节开始我们来研究这类问题。环节二.讲机械波的传播介质请大家思考，水波是在什么物质中传播的？绳波是在什么物质中传播的？。归纳：我们看到，波都是在某种物质中传播的，物理上把能够传播波的物质叫介质。提出问题：波在介质中是怎样形成和传播的呢？师：在形成波的时候，你们注意我拿绳端的手怎样运动了吗？希望答出“左右振动”。师：绳子的一端首先振动，我们把首先振动引起波的那点叫波源（为讲机械波形成条件埋下伏笔）。师：波源振动，就形成了波，这说明波的形成与什么有关？与振动有关。环节三. 以绳波为例，进行自主学习探究。分组实验：四人一组,两人操作（一人抖绳,一人按住另一端），另两人观察。交换角色。把波与我们前面学习的振动联系起来，你怎样解释波的形成与传播？给出以下思考问题，引导自主学习：（让学生分组讨论商量）在研究绳子上的波时，绳子可以怎样简化成什么样的模型？绳子的一端振动后，为什么其他各点都跟着振动起来？单独观察绳上的每一个点，它做什么运动？绳上的各个点，运动有什么相同？有什么不同？首先让学生表述每个问题（用时讨论、议论），教师引导，然后教师归纳总结：第一，绳子可以看出是由无数个质点组成的，质点间具有相互作用力弹力。第二，某一质点开始振动后，会通过质点之间的相互作用力带动后一个质点也振动起来，这样依次带动，各个质点做受迫振动，就都先后振动起来，就形成了波。第三，因为是前面的质点振动带动后面的质点振动，所以后面的质点振动开始比前一个质点要晚，这样，在同一时刻，各个质点的振动状态不都相同，宏观上就形成了波。（这里突出：相互作用，带动，振动步调不一致）环节四 教师演示：用波动演示器观察。同时提出问题：波源在哪里？在形成波的过程中，质点做什么运动？质点随波移动了吗？在形成波的过程中，传播的是什么？环节五.教师归纳总结：机械波：（定义）产生条件：形成原因：3 传播特点：传播的是振动形式；传播的是能量环节六.控制波形并画出 t=0，t=T/4，t=T /2，t=3T/4，t=T，t=5T/4各质点位置.(学生动手绘图帮助理解波的形成和传播.) 环节七讲横波与纵波观察波的演示器,每一个质点在哪个方向上振动？,波又是在哪个方向上传播？质点振动方向与波的传播方向有何关系?结论：横波：质点振动方向与波的传播方向垂直的波，有波峰和波谷学生分组实验彩环形成纵波观察并思考：和横波相比较，质点的振动方向和波的传播方向有何不同?通过反复利用彩环形成纵波，让学生观察得出结论结论：纵波：质点振动方向与波的传播方向平行的波, 有密部和疏部演示：弹簧波实验。分析：簧片的振动带动附近的弹簧振动，前面的弹簧带动后面的弹簧振动，从而使振动向远外传播，我们好象看到弹簧向右传播，是这样吗？演示：在弹簧的中间某一位置系一红毛线，演示弹簧波，可看到红毛线在某一位置两侧振动，并不向前传播。再次强调：机械波传播的是振动的形式和振动的能量。环节八.观看自拍人体活动形成的波（人浪） 班级学生分成两组，比赛看哪组做的好。每组至少20个同学，距离合适。课前要训练一下。衣服可以设计一下。因为20多个学生，需要的地方大，也可以课前在操场录好，课上放录像看自己的表现，也很好。教师：我们在大型文体活动中就可以看到这种由人体活动形成的波（有视频最好）。波是一种物理现象，物理现象应用于生活，给我们带来了美的感受，这说明科学与美是统一的，学习物理，要注意体会物理给我们带来的美。环节九、课堂小结波是机械振动在介质中的传播引起的。对一列波，从微观上看，每一个质点都在平衡位置附近做受迫振动，这种振动是通过质点之间的相互作用带动进行的，但是因为各个质点在同一时刻具有不同的运动状态，从宏观上看，就形成了波。机械波传播需要介质，波是能量传播的一种方式，机械波传播机械能。波分为横波和纵波，它们的区别是质点的振动方向与波的传播方向关系不同。提出问题播放视频实验操作实验操作提出问题表扬鼓励提出问题提出问题归纳正确引导语言引导总结概括引导自主学习操纵自制教具模拟绳波实验演示归纳总结操作波动演示器提出问题归纳总结操作仪器提出问题操作仪器提出问题总结提出问题总结操作仪器提出问题展示视频适时评价课堂小结学生思考并回答问题观察视频观察现象观察现象积极思考思考回答问题讨论解释学生聆听思考小组实验合作学习分组实验观察现象学生分组讨论商量代表发表见解交流聆听分析结果学生思考观察现象观察思考 回答问题聆听两人一组合作画不同时刻波形图展示波动图。观察思考分组实验分组实验感受纵波观察现象交流结论观察现象聆听从运动形式引入让学生体会到知识之间的联系。创设物理情景，激发学生的兴趣和好奇心。增强民族自豪感.感知绳波培养自主学习、合作学习能力以问题为引领,提高学习效率构建波动过程图景，帮助理解波动过程，为下一节波动图像埋下伏笔。感知纵波强化质点不“迁移”渗透美育形成完整知识结构第2节 波的频率和波速【教学目的】1知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波的波长。2知道什么是波传播的周期(频率)，理解周期(频率)与质点振动周期(频率)的关系。3理解决定波的周期(频率)的因素，并知道其在波传播过程中的特点。4理解波长、周期(频率)和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。【教学过程】一、引入新课在物理中，一些物理现象、过程、规律等，都需要用物理量进行描述同样的，机械波及其传播过程，同样需要一些物理量进行描述在上一节我们认识和理解波的图象的基础上，这节课，我们来学习和研究描述波的几个物理量，即波长、频率和波速。二、进行新课【板书】 第三节 波长、频率和波速一、波长()在教材中的图105可以看出，由质点1发出的振动传到质点13，使质点13开始振动时，质点1完成一次全振动，因而这两个质点的振动步调完全一致也就是说，这两个质点在振动中的任何时刻，对平衡位置的位移大小和方向总是相等的我们就把这样两个质点之间的距离叫做波长【板书】 1什么叫波的波长？在波动中，对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离，叫做波的波长对于波长这个物理量，我们还需要结合波的图象，进一步加深理解【板书】 2几点说明要理解“位移总是相等”的含义这里要求的是每时每刻都相等如图1010所示如 E F两点在图示的时刻位移是相等的，但过一段时间后，位移就不一定相等，所以E、F两点间距离不等于一个波长【板书】 (1)“位移总是相等”的的含义是“时时刻刻都相等”从波的图象中不难看出，位移总是相等的两个质点，其速度也总是相等的【板书】 (2)位移总是相等的两个质点，速度也总是相等的在横波中，两个相邻波峰或两个相邻波谷之间的距离等于波长在纵波中，两个相邻密部或两个相邻疏部之间的距离等于波长【板书】 (3)A、B两点间与C、D两点间距离都为一个波长结合图1010，我们可以看到，相距/2的两质点振动总是相反的进而可以总结出这样的结论：相距整数倍的两质点振动步调总是相同的；相距/2奇数倍的两质点振动步调总是相反的【板书】 (4)相距/2两质点振动步调总是相反的(5)相距整数倍两质点振动步调总是相同的；相距/2奇数倍两质点振动步调总是相反的在波的传播过程中，由于波源质点的振动，而带动相邻的质点依次振动，各个质点振动的周期与频率，都与波源质点的相同，所以波的传播是具有周期性的因此，为了描述波的传播过程，还需要引入物理量周期和频率【板书】 二、周期(T)、频率(f)波源质点振动的周期(或频率)也就是波传播的周期(或频率)【板书】 1什么是波的周期(或频率)？波源质点振动的周期(或频率)就是波的周期(或频率)对于波的周期(或频率)我们也需要理解几个问题【板书】 2几点说明由于波的周期(或频率)就是波源质点振动的周期(或频率)，所以波的周期(或频率)应由波源决定，与传播波的介质无关【板书】 (1)同一种波在不同介质中传播时周期(或频率)保持不变由教材中图105可以看到，波动每经过一个周期的时间，波就沿传播方向传播一个波长距离【板书】 (2)每经历一个周期，波就沿传播方向传播一个波长的距离从波的图象变化情况，我们可以看到，每经历一个周期，原来时刻的波形图形状不会发生改变，这正体现了波动的周期性【板书】 (3)每经历一个周期，原有的波形图不改变波源质点做简谐振动时，在它的带动下，介质中的各个质点先后从平衡位置开始做简谐运动这种振动状态在介质中就由近及远地向前传播出去由此我们看到，波的传播是有一定速度的【板书】 三、波速(v)1什么叫波速？波速的含义和物体运动速度的含义是相同的波速描述的是振动在介质中传播的快慢程度【板书】 单位时间内振动所传播的距离叫做波速即vs/t对于物理量波速，我们也需要理解一些有关的问题【板书】 几点说明同一振动在不同介质中传播的快慢程度是不同的，也就是说，同一列波在不同介质中传播的速度不同由此我们还可以想到，在同一种均匀介质中，同一列波的速度应是不变的【板书】 (1)波速的大小由介质的的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同(2)一列波在同种均匀介质中是匀速传播的，即svt波速和质点振动的速度有着完全不相同的含义前者在同种均匀介质中具有某一定值，后者的大小和方向都是随时间改变的【板书】 (3)要区分波速与质点振动速度的含义由波长、周期(或频率)和波速的定义，我们可以看到三者有着一定的联系【板书】 四、波长、周期(或频率)和波速的关系在波动中，每经过一个周期T，振动在介质中传播的距离等于一个波长由此我们可以找到、T(或f)和v三者的关系【板书】 1v/T由于周期T和频率f互为倒数(即f1/T)，所以v、与f还应有如下的关系【板书】 2vf由上式我们还可以这样理解波速这个物理量，波速等于波长和频率的乘积这个关系虽然是从机械波得到的，但是它对于我们以后要学习的电磁波、光波也是适用的对于式v/T 或vf，我们不但要理解，还要能应用它们解决实际的问题为了加深对以上两式的理解和提高应用以上两式分析问题和解决问题的能力，下面我们一起分析和研究一道习题【例题】如图1011中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线经后，其波形如图中虚线所示设t2T(T为波的周期)(1)如果波是向右传播的，求波的周期和波速(2)如果波是向左传播