选修3-4 第十二章 机械波 教案

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1、课题： 第一节 波的形成和传播 （1 课时） 第 1 课时 总序第 个教案课型： 新授课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日一、三维目标一、三维目标 1、知识与技能： 知道直线上机械波的形成过程 知道“机械振动在介质中传播，形成机械波” ，知道波在传播运动形式 的同时也传递了能量 2、过程与方法： 培养学生进行科学探索的能力 培养学生观察、分析和归纳的能力 培养学生的空间想象能力和思维能力 3情感、态度与价值观： 培养学生实事求是的科学态度和良好的工作作风 培养学生互相团结、分工协作的团队精神 二、教学重点、难点分析二、教学重点、难点分析 机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点

2、，也是本节课的难点。 解决方案：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引 导学生看书 三、教学方法三、教学方法 实验探索法 四、教具四、教具 丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、 课件 五、教学过程五、教学过程 （）引入新课（）引入新课 演示抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播 （二）进行新课（二）进行新课 【板书】一、波的形成和传播 演示拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧 传播； 演示敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播 师生共同分析，得出波产生的条件：波源，介质。 波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传

3、播的是什么呢？ 【板书】实验探索 发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告，进行实验探索并完成实验 报告。 实验目的：探索波的形成原因和传播规律 实验（一） ，学生分组实验：每两人一条丝带（60cm 左右） ，观察丝带上凹 凸相间的波。实验步骤： （1） 、将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝 带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。 （2） 、在丝带上每隔大约 23cm 用墨水染上一个点，代表丝带上的质点。 重复步骤（1） 。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来，振动沿丝带传 播开去，在丝带上形成凹凸相间的波。 思考：丝带的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？

4、如 果将丝带剪断，后面的质点还能运动吗？ 分析：丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的？ 观察丝带上的质点是否随波向远处迁移？ 实验（二） ，观察波动演示器上凹凸相间的波 实验步骤： （1） 、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。 （2） 、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。现象： 后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_，从总体上看形成凹凸 相间的波。 各质点的振动方向，波的传播方向，质点振动方向与波的传播方向怎样？质点是否沿波的传播方向迁移？ 这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波 谷。 实验（三） ，观察弹簧上产生的疏密相间的波。 实验步骤： （1） 、

5、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传 播。 （2） 、在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤 （1） 。 观察:：红布条是否随波迁移？说明了什么？ 分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？ 实验（四） ，观察波动演示器上疏密相间的波： 实验步骤： （1） 、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。 （2） 、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。 现象：后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_，从总体上 看形成疏密相间的波。 各质点的振动方向、波的传播方向怎样？ 质点是否沿波的传播方向迁移？ 这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。

6、 分析实验得出结论：不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波 传播的是_，而不是介质本身。 波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能 量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_ 的一种方式。 （四）知识应用：（四）知识应用： 1、课本中提到地震波既有横波，又有纵波。你能想象在某次地震时，位于 震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？ 2、本来是静止的质点，随着波的传来开始振动，有关这一现象的说法正确 的有： A、该现象表明质点获得了能量 B、质点振动的能量是从波源传来的 C、该质点从前面的质点获取能量，同时也将

7、振动的能量向后传递 D、波是传递能量的一种方式 E、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 F、介质质点做的是受迫振动课后记：课后记：课题： 第二节第二节 波的图像（波的图像（1 课时）课时） 第 1 课时 总序第 个教案课型： 新授课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日 教学目标教学目标 一、知识目标 ： 1知道波的图象，知道横、纵坐标各表示什么物理量，知道什么是简 谐波。 2知道什么是波的图象，能在简谐波的图象中读出质点振动的振幅。 3根据某一时刻的波的图象和波的传播方向，能画出下一时刻和前一 时刻的波的图象， 并能指出图象中各个质点在该时刻的振动方向。 4了解波的图象

8、的物理意义，能区别简谐波与简谐运动两者的图象。 二、能力目标： 1.培养学生观察、分析和归纳的能力 2.培养学生的空间想象能力和思维能 三、德育目标： 培养学生细心、认真、一丝不苟做实验的品质，进而培养学生实事求 是的科学态度和良好的工作作风 教学重点教学重点 明确波的图象的物理意义； 教学难点教学难点 对波的时间与空间周期性的理解与应用 教学方法教学方法 实验法、探究法 教学用具教学用具 实验演示和多媒体辅助教学 课时安排课时安排 1 课时 教学过程教学过程 一、引入新课： 通过上节课的学习，我们知道了什么是机械波，同时认识了波的形成 和传播过程。 我们还清楚，图象是描述物理过程、物理现象和

9、反映物理规律的一种简单、 直观的方法，如物体的运动图象、简谐运动的图象等。同样，波的运动情 况及传播过程也可以用图象直观的表示出来。这就是波的图象。 【板书】第二节 波的图象二、新课教学： 【演示】由波动演示仪给出波动过程中振动质点在一些时刻所在的位 置，然后定格在某一时刻。 用横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标 y 表 示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在纵坐标中位移的方向 向上时为正值，位移的方向向下时为负值。把各个质点在某一时刻的位置 连成一条曲线，就得到某一时刻的波的图象。 【板书】一、什么是波的图象 振动质点在某一时刻的位置连成的一条曲线，叫波的图象

10、。 波的图象也可以理解为：在 x-y 坐标平面内，连接某一时刻各个质点位 移矢量末端得到的一条曲线。在波的图象中最高处叫波峰，最低处叫波谷。 处在波峰和波谷的质点位移的数值，就是振动质点的振幅，也叫波动的振 幅。 在波的图象中，波形曲线是正弦曲线（或余弦曲线） ，它所表示的波叫 简谐波。简谐波是一种最简单、最基本的波，其他的波可以看成是由若干 简谐波合成的。在中学物理中，我们不再研究简谐波的合成情况。 根据波的传播情况，我们知道，先振动的质点带动相邻的质点依次振 动，于是在质点中就形成了机械波。因此我们不难理解，质点振动方向和 波的传播方向应有一定关系。这就是质点振动方向和波的传播方向之间的

11、关系问题。 【课件演示】波的形成，描绘波的图象 【板书】二、振动方向和波的传播方向的关系 【例题 1】一列横波在某一时刻的波形图如图 10-1 所示。若此时刻质 点 a 的振动方向向下，则波向什么方向传播？ 分析：取和 a 相邻的两个点 b、c。若 a 点此时刻向下振动，则 b 点应 是带动 a 点振动的，c 点应是在 a 点带动下振动的。所以 b 点先振动，其次 是 a、c 两点。因此，波是向左传播的。 【例题 2】如图 10-1 所示，若波向右传播，此时刻 d 点向 什么方向运动？ 分析：取和 d 点相邻的一个点 e，由于波向右传播，所以 d 点应该比 e 点先振动起来，e 点是在 d 点

12、带动下振动起来的， 所以 d 点此时刻应该向下振动。 根据波的传播过程我们知道，波是以一定的速率 v（波速） 在介质中传播的，在单位时间内某一波烽或波谷（密部或疏部） 向前移动的距离等于波速，既然波是向前移动的，所以波的图 线形状是在变化的。从另一个角度我们也可以看到，在波动过 程中，质点都在不停的振动，在不同的时刻，各个质点的位置是不同的， 因此，波的图象形状也是在变化的，我们要掌握波的图象变化的情况。 【板书】三、波的图象变化情况 确定波的图象变化的情况有两种方法：一是描点作图法，二是图象平移作图法。 （这一节课我们重点学习前一种方法） 【板书】1、描点作图法 【例题 3】某一简谐波在 t

13、=0 时刻的波 形图如图 10-2 中的实线所示。若波向 右 传播，画出 T/4 后和 T/4 前两个时刻的 波的图象。 分析：根据 t=o 时刻波的图象及传播方 向，可知此时刻 A、B、C、D、E、F 各质点在该时刻的振动方向，由各个 质 点的振动方向可确定出经 T/4 后各个质点所在的位置，将这些点所在位 置用平滑曲线连接起来，便可得到经 T/4 后时刻的波的图象。如图 10-2 中虚线所示。同样道理，由各个质点的振动方向可 确定出经 T/4 前各个质点所在的位置，将 这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便 可得到经 T/4 前时刻的波的图象。如图 10- 3 中虚线所示。 若波向左传播，同

14、样道理可以画出从 t=o 时刻开始的 T/4 后和 T/4 前两个时刻 的波的图象。 下面请同学们在练习本上画出波向左传播，从 t=0 时刻开始的 T/4 后和 T/4 前两个时刻的波的图象。 （可以请两个学生到黑板上练习，及时发现问 题，进行针对性讲评） 【板书】2、图象平移作图法 （这种作图法我们下一节课再学习） 从波的图象中的波形曲线我们看到，波的图象和振动图象从图线形状 看，可以完全相同，但两种图象有着本质的区别。 【板书】四、波的图象与振动图象的区别 【课件演示】波的图象与振动图象的区别。 【板书】1、两种图象横、纵坐标的意义不同。 波的图象横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的

15、平衡位置，振动 图象横坐标 t 表示该质点振动的时间。 【板书】2、两种图象描述的对象不同 波的图象描述的是某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，振动图象 描述的是某一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。 【板书】3、两种图象相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离含义不同。 波的图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值之间的距离表示波在 一个周期内传播的距离，振动图象中相邻两个正向（或负向）位移最大值 之间的距离表示振动的周期。 三、小结： 从波的图象上可获取的物理信息是： (1)波长和振幅。 (2)已知波的传播方向可求各个质点的振动方向。(若已知某一质点的振 动方向也可确定波的传播方向。可以提出问题，启发学生思考。) (3)经过一段时间后的波形图。 (4)质点在一段时间内通过的路程和位移。 四、布置作业： 课后习题 五、板书设计： （一） 、什么是波的图象 （二） 、振动方向和波的传播方向的关系 （三） 、波的图象变化情况 （四） 、波的图象与振动图象的区别课后记：课后记：课题： 第三节第三节 波长、频率和波速波长、频率和波速 第 1 课时 总序第 个教案课型： 新授课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日教学目标教学目标 一、知识目标：一、知识目标： 知道什么是波的波长，能在波的图象中求出波长。 知道什么是波传播的周期（频率） ，理解周期与