寧夏銀川市高中物理 第十二章 機(jī)械波 第1節(jié) 波的形成和傳播教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版選修3-4.doc

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《波的形成和傳播》 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)與技能 1．通過(guò)對(duì)一些現(xiàn)象的觀察，感性認(rèn)識(shí)什么樣的運(yùn)動(dòng)叫波動(dòng)。 2．知道機(jī)械波的概念，知道其形成的條件，理解其形成的機(jī)理，會(huì)由機(jī)理判斷某時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。 3．理解機(jī)械波波動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)，知道其傳播的是運(yùn)動(dòng)形式、能量和信息。 4．知道機(jī)械波的分類及相關(guān)概念 二、過(guò)程與方法 　　 1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)與課件、視頻等從感性出發(fā)剖析機(jī)械波波動(dòng)的規(guī)律，鍛煉學(xué)生的觀察能力與歸納能力。 2．通過(guò)對(duì)機(jī)械波形成原因的探究，培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的意識(shí)和方法，并進(jìn)一步從根本上理解機(jī)械波波動(dòng)的規(guī)律。 　三、情感態(tài)度和價(jià)值觀 　　1．體會(huì)波動(dòng)過(guò)程之美，體會(huì)物理研究的威力（表面上波動(dòng)過(guò)程很復(fù)雜，分析后發(fā)現(xiàn)它如此簡(jiǎn)單），體會(huì)物理學(xué)分析過(guò)程的邏輯之美，使學(xué)生體會(huì)到只要多觀察，多思考中學(xué)生也可以進(jìn)行科學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的自信。 　　2．通過(guò)參與模擬波動(dòng)的過(guò)程，體會(huì)與人合作能力的重要性，體會(huì)集體主義精神的重要性。 【教學(xué)重點(diǎn)】 　　1．機(jī)械波波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 　　2．質(zhì)點(diǎn)間的帶動(dòng)作用造成的各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的重復(fù)性和滯后性。 【教學(xué)難點(diǎn)】 　1．各質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)沒(méi)有沿傳播方向遷移的確定。 　2．帶動(dòng)作用的應(yīng)用，即如何判斷某時(shí)刻某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。 【教學(xué)方法】 　　實(shí)驗(yàn)、多媒體課件與視頻、討論探究。 【教學(xué)過(guò)程】 　　師：本節(jié)課我們要學(xué)習(xí)第十章的第一節(jié)：波的形成和傳播（板書課題） 　　主要有兩個(gè)內(nèi)容，一是通過(guò)觀察，探究機(jī)械波波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；二是透過(guò)表面現(xiàn)象探究機(jī)械波形成的原因。 　　新課引入 　　教師演示三種運(yùn)動(dòng)形式：一為繩子的運(yùn)動(dòng)（用跳繩沿豎直方向演示）；二為彈簧的運(yùn)動(dòng)（用縱波演示器）；三為水面的運(yùn)動(dòng)（自己錄制的視頻）。 　　師：剛才看到的三種運(yùn)動(dòng)形式在日常生活中很常見(jiàn)，在物理學(xué)上稱這樣的運(yùn)動(dòng)為機(jī)械波。 　　新課教學(xué) 　　板書：一、感性認(rèn)識(shí)波動(dòng)，探究機(jī)械波波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 　　投影出示問(wèn)題1：機(jī)械波這種運(yùn)動(dòng)形式與過(guò)去我們學(xué)過(guò)的各種運(yùn)動(dòng)形式最大的區(qū)別是什么？（若學(xué)生回答不出，可以提醒從研究對(duì)象的角度考慮，進(jìn)一步提示從研究對(duì)象的個(gè)數(shù)考慮。） 　　生討論后得出：過(guò)去研究的運(yùn)動(dòng)都是單個(gè)或幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而機(jī)械波這種運(yùn)動(dòng)形式卻是無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集體運(yùn)動(dòng)。 　　師點(diǎn)評(píng)：這是我們第一次研究多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的集體運(yùn)動(dòng)。 　 投影出示問(wèn)題2：再次觀察一次繩波與彈簧波的演示，說(shuō)出各質(zhì)點(diǎn)在做什么運(yùn)動(dòng)？（如果學(xué)生看不出來(lái)，演示中在繩和彈簧的某處系上紅繩，并提醒眼睛盯著紅繩看） 生討論后得出：機(jī)械振動(dòng)或說(shuō)成振動(dòng)（若學(xué)生說(shuō)成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)注意糾正），老師指明在怎樣振動(dòng)。 　　投影出示問(wèn)題3：再一次觀察繩波與彈簧波的演示，說(shuō)出這兩種波的最大區(qū)別是什么？ 　　學(xué)生討論回答出問(wèn)題后，老師給出橫波、縱波概念；波峰與波谷、疏部與密部概念（看課本即可）。指出聲波為縱波，課本圖12．1-6。 　　投影出示問(wèn)題4：再一次觀察繩波與彈簧波的演示，各質(zhì)點(diǎn)不沿波動(dòng)方向遷移，但是確實(shí)看到有東西在遷移，是什么？ 　　生討論后得出：波的形狀在遷移，如波峰、波谷；疏部、密部。 　　投影出示問(wèn)題5：再一次觀察繩波演示，說(shuō)出各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)有無(wú)區(qū)別？（若看不出可提醒從相位方面考慮；如果學(xué)生還是看不出，老師用雙手拉直繩子水平上下運(yùn)動(dòng)，提問(wèn)：繩上多個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，而且都是振動(dòng)，為什么沒(méi)有形成波動(dòng)？） 　　生討論后得出：振動(dòng)步調(diào)或相位不同，沿傳播方向各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位依次落后。 　　師：由于人們認(rèn)識(shí)到了波動(dòng)中各質(zhì)點(diǎn)之間這種步調(diào)差異的規(guī)律，反過(guò)來(lái)利用此規(guī)律就可以模擬波動(dòng)。 　　演示：小球橫波（課件），豎線縱波（課件），人浪視頻，霹靂舞視頻（同時(shí)用課件說(shuō)明小球或豎線不遷移，峰、谷；密部、疏部向前平移。眼睛盯著1、2兩個(gè)球，2球的相位或步調(diào)總比1球滯后。） 　　教師總結(jié)并板書：（或直接投影給出，給3分鐘讓學(xué)生記筆記） 　　一、機(jī)械波的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 　　1．機(jī)械波是大量質(zhì)點(diǎn)的同時(shí)運(yùn)動(dòng)。 　　2．各質(zhì)點(diǎn)均在自己平衡位置兩側(cè)機(jī)械振動(dòng)，并不沿波的傳播方向遷移，發(fā)生遷移的是波形。 　　3．振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波，波峰與波谷；振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上的波叫縱波，疏部與密部，聲波為縱波。 　　4．各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)不同，沿傳播方向振動(dòng)相位依次落后。 　　二、理性認(rèn)識(shí)波動(dòng)，探究波動(dòng)成因 　　師：以上我們討論的是波動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，那么各質(zhì)點(diǎn)為什么這樣運(yùn)動(dòng)呢？ 　　投影出示問(wèn)題：如果我們把最先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)叫波源，那么波源振動(dòng)起來(lái)后，為什么其他質(zhì)點(diǎn)也會(huì)振動(dòng)起來(lái)，但是在相位上又依次落后呢？以繩波為例談一談自己的看法？ 　　生討論后得出：繩子各部分之間有相互作用力，依靠此力的作用，與波源相鄰的質(zhì)點(diǎn)會(huì)被波源帶動(dòng)起來(lái)，這個(gè)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)后，又會(huì)帶動(dòng)他的相鄰點(diǎn)振動(dòng)……，這樣每個(gè)點(diǎn)被帶動(dòng)，同時(shí)又帶動(dòng)下一個(gè)點(diǎn)，振動(dòng)被傳播出去；又由于前點(diǎn)先動(dòng)，后點(diǎn)才會(huì)跟著動(dòng)，所以必然造成振動(dòng)相位的滯后，所以波動(dòng)形成． 　　教師用繩子演示說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)間的帶動(dòng)力；演示橫波課件說(shuō)明這種帶動(dòng)關(guān)系。 　　師小結(jié)：可見(jiàn)這種帶動(dòng)關(guān)系就是造成波源的振動(dòng)能夠傳播出去，而且形成波動(dòng)的根本原因。象繩子、彈簧、水、空氣等波借以傳播的物質(zhì)叫介質(zhì)。 　　板書（或投影直接給出） 　　三、機(jī)械波形成的原因（給3分鐘記筆記） 　　1．介質(zhì)中各部分之間有相互作用力，依靠此力的帶動(dòng)作用波源的振動(dòng)傳播出去并形成波動(dòng)。 　　2．各質(zhì)點(diǎn)的起振方向、周期等都與波源相同，只是相位依次落后。 　3．機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。 　　（教師在第3分鐘時(shí)解釋：（1）沒(méi)有帶動(dòng)作用振動(dòng)就不能傳遞出去，所以真空中不能傳遞聲波。（2）每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)除相位外其他均相同，特別是起振方向（用小球橫波課件演示說(shuō)明）。（3）說(shuō)明形成波動(dòng)必須有兩個(gè)條件：波源和介質(zhì)） 　　師：由于知道了各質(zhì)點(diǎn)之間的這種依次帶動(dòng)關(guān)系，利用此關(guān)系可以判定某時(shí)刻某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。 　　以橫波為例：一列向右傳播的繩波某時(shí)刻的波的形狀如圖所示，判斷此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A、B的振動(dòng)方向。 　　再用帶編號(hào)小球的課件驗(yàn)證。 　如果時(shí)間允許，再做兩道練習(xí)題。 　　1．一列向左傳播的繩波某時(shí)刻的波的形狀如圖所示，判斷此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)A、B、C、D、E的振動(dòng)方向。 　　2．一列繩波某時(shí)刻的波的形狀如圖所示，已知質(zhì)點(diǎn)a此時(shí)正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，判斷b的振動(dòng)方向和波的傳播方向 　　四、了解波動(dòng)的傳播作用 　　師：波動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式不僅可以把振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式傳播出去，還可以傳播能量和信息．不動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)了，該質(zhì)點(diǎn)肯定獲得了能量；人們利用電磁波進(jìn)行廣播、通信，可見(jiàn)波動(dòng)能夠傳遞信息。 　　板書（或投影給出） 　　五、波動(dòng)能夠傳播：振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式、能量、信息 　　課堂小結(jié) 　　1．波的運(yùn)動(dòng)規(guī)律：各點(diǎn)都在振動(dòng)不遷移，各點(diǎn)都在重復(fù)波源的振動(dòng)，如起振方向、周期等都跟波源相同，只是相位依次落后。 　　2．波的形成原因：質(zhì)點(diǎn)間的帶動(dòng)作用造成波源的振動(dòng)能夠傳播出去，但相位依次滯后。 　　3．波的傳播作用：振動(dòng)形式、能量、信息。 　　學(xué)生活動(dòng) 　　人浪表演 　　10名同學(xué)開(kāi)始排成一排，男女間隔，身高最好相近． 　　1．模擬橫波 　　初始狀態(tài)：較緊密排列，半蹲． 　　動(dòng)作：一向上；二還原；三蹲下；四還原．每個(gè)同學(xué)比前一個(gè)同學(xué)慢一拍。 　　動(dòng)作適當(dāng)慢． 　　2．模擬縱波 　　初始狀態(tài)：不太緊密排列，直立。 　　動(dòng)作：擺動(dòng)頭部，一向左；二還原；三向右；四還原。每個(gè)同學(xué)比前一個(gè)同學(xué)慢一拍。 　　動(dòng)作適當(dāng)慢 　　（表演結(jié)束后，讓學(xué)生說(shuō)感受：集體主義，與人合作的重要性） 　　思考題：日常生活中，發(fā)現(xiàn)皮球掉入池塘里，能否通過(guò)往池塘里丟入石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊？ 　　學(xué)生討論出結(jié)果后，演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 　　用生物實(shí)驗(yàn)室的托盤，水波用筆觸擊水面激發(fā)，漂浮物用彩色塑料紙片，用實(shí)物投影在大屏幕上展示。（注意：水不能太淺，水面適當(dāng)大，如果不做用視頻替代也可以。）