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2019-2020年高中物理 12.2《波的圖象》教學(xué)設(shè)計 新人教版選修3-4 　　【教學(xué)目標(biāo)】 　　一、知識與技能 　　1．知道用圖象法研究波動的優(yōu)點，理解圖象的得出方法和物理意義。 　　2．知道簡諧波的概念，知道簡諧波的圖象是一條正弦曲線。 　　3．能夠辨別振動圖象和波動圖象的異同。 　　（注：波的傳播方向與各振子某時刻的振動方向的相互判定的方法在第1節(jié)中已經(jīng)完成，本節(jié)不再列為知識與技能的一個目標(biāo)；能從某一時刻波的圖象和波的傳播方向，正確畫出下一時刻或前一時刻波的圖象這一目標(biāo)也改為第3節(jié)的內(nèi)容，一是為減少第2節(jié)的容量和難度，二是因為平移的距離多與波長有關(guān)，只有學(xué)習(xí)了波長之后才方便學(xué)習(xí)。） 　　二、過程與方法 　　1．學(xué)生經(jīng)歷用描點法畫出波動圖象的過程，體會波動圖象的物理意。 　　2．通過比較和討論振動圖象與波動圖象的異同，鍛煉學(xué)生的觀察辨析能力、歸納總結(jié)能力以及語言交流能力。 　　三、情感態(tài)度與價值觀 　　繼續(xù)體驗波動過程和諧有序之美，體驗辨析事物間異同的艱辛與樂趣。 　　【教學(xué)重點】 　　1．波動圖的得出。 　　2．振動圖象和波動圖象的異同。 　　【教學(xué)難點】 　　振動圖象和波動圖象的異同。 　　【教學(xué)方法】 　　多媒體課件與視頻、討論探究。 　　【教學(xué)過程】 　　一、復(fù)習(xí)并引入新課 　　師：機械波是如何形成的？參與波動的各質(zhì)點的運動有什么規(guī)律？ 　　生回憶討論相互補充得出：由于各質(zhì)點的帶動作用，振動在介質(zhì)中傳播形成機械波；各質(zhì)點都在振動并不隨波遷移，發(fā)生遷移的是波形，各質(zhì)點的振動規(guī)律都相同只是沿傳播方向振動相位（步調(diào)）依次落后。 　　師：由于波動是大量質(zhì)點同時振動形成的，而且各質(zhì)點振動步調(diào)又不一樣，因此波動遠(yuǎn)比振動復(fù)雜，這就給我們研究它帶來了困難，不過對付復(fù)雜的運動我們可是有法寶的，它可以使運動變得直觀簡潔，這個方法研究振動時也用過，大家說是什么方法？ 　　生：圖象法。 　　師：本節(jié)課我們就學(xué)習(xí)如何建立波的圖象以及波動圖象與振動圖象的異同。 　　板書：第2節(jié)　波的圖象 　　二、新課教學(xué) 　　師：自學(xué)課文5分鐘。 　　師：下面我們一起思考或完成以下幾個問題。 　?。ㄒ韵赂鲉栴}以學(xué)案的方式給出，并預(yù)留出作答空間） 　　1．波的圖象橫、縱軸的物理意義是什么？ 　　2．用描點法畫出圖-1所示的一列水平繩波此時刻波的圖象（以與手相接的質(zhì)點為波源，需要確定位置坐標(biāo)和位移大小時用毫米刻度尺） 　　關(guān)于圖-2的說明：一長軟彈簧被水平懸掛，在彈簧上確定了11個質(zhì)點，如圖-2所示，甲為彈簧靜止時刻的照片，現(xiàn)在用手在1質(zhì)點處激發(fā)出一列從左向右傳播的縱波，在傳播過程中某時刻的照片如圖乙所示，發(fā)現(xiàn)此時3、7、11三個質(zhì)點恰好在平衡位置，若假設(shè)向右為振動位移的正方向，試在圖丙中畫出此時刻該縱波的波動圖象。 　　3．波的圖象的物理意義是什么？ 　　4．什么樣的波叫簡諧波？ 　　5．利用圖-3討論波動圖象與振動圖象的主要異同？ 　　完成問題1： 　　學(xué)生很容易回答出問題1，讓學(xué)生在空白處作答： 　　x軸──參與波動的各質(zhì)點的平衡位置。 　　y軸──某一時刻各質(zhì)點的振動位移。 　　師：大家都知道，畫運動圖象的方法中最常用的就是描點法，即先在坐標(biāo)系中選取若干點，再用平滑曲線擬合這些點就得到了圖象，下面我們就親自動手畫波動圖。 　　完成問題2： 　　學(xué)生回答問題2，教師巡視指導(dǎo)交流。 　　當(dāng)絕大多數(shù)學(xué)生都作完后，挑選幾名同學(xué)用實物投影展示，并闡述自己的思路，老師與其他同學(xué)適當(dāng)點評。 　　師：很容易看出某時刻繩波的圖象與繩子此時的形狀是一樣的，就像沿垂直于繩子所在平面拍得的照片一樣，實際上對所有橫波而言波的圖象與那一時刻質(zhì)點組排列形成的圖形都是一樣的，那么對縱波而言，波的圖象會不會與質(zhì)點組排列形成的圖形也一樣呢？請大家根據(jù)說明完成學(xué)案上的圖-2。 　　學(xué)生作圖時老師巡視指導(dǎo)交流，當(dāng)絕大多數(shù)學(xué)生都作完后，挑選幾名同學(xué)用實物投影展示，并闡述自己的思路，老師與其他同學(xué)適當(dāng)點評。 　　師：可見波動圖象反映的是某時刻各質(zhì)點的位移分布規(guī)律而不是某時刻各質(zhì)點的位置分布規(guī)律，那么能回答問題3了嗎？ 　　完成問題3： 　　學(xué)生很容易答出，并在空白處作答： 　　表示某時刻各質(zhì)點相對平衡位置的位移． 　　完成問題4： 　　學(xué)生很容易答出，并在空白處作答： 　　各質(zhì)點做簡諧運動時，波的圖象為正弦曲線，這種波叫簡諧波。 　　師：簡諧波的圖象是正弦曲線，簡諧運動的圖象也為正弦曲線，那么波動圖與振動圖主要有什么異同呢？同學(xué)們先討論5分鐘，然后準(zhǔn)備回答。 　　完成問題5： 　?。▽W(xué)生討論過程中，老師到學(xué)生中巡視并參加討論。） 　　學(xué)生開始回答時，要求老師組織其他同學(xué)點評、補充，必要時可以讓學(xué)生利用實物投影展示他在圖-3上的發(fā)現(xiàn)。 　　較容易找出的異同有兩個，一是坐標(biāo)軸的物理意義，二是圖象的物理意義。不容易找出的異同也有兩個，一是隨著時間的推移圖象的變化，二是通過圖象討論質(zhì)點振動過程中各個物理量變化規(guī)律的方法，教師要及時啟發(fā)引導(dǎo)。對于前一個異同可以提出以下問題啟發(fā)：振動圖只畫到4s末，如果問5s末的振動情況怎么辦？假設(shè)波動圖是4s末的，如果問波源再振了（T為振動周期）時間后的波動情況呢？（對于振動圖象的延長和波動圖象的平移可以用課件對比演示）對于后一個異同可以提出以下問題啟發(fā)：圖-3中a質(zhì)點此刻的振動方向如何？加速度、位移的方向又如何？此刻后的一小段時間內(nèi)速度、加速度、位移大小如何變化？若波向左傳播，以上問題答案如何？b點代表的時刻，振子的振動方向如何？加速度、位移的方向又如何？此刻后的一小段時間內(nèi)速度、加速度、位移大小如何變化？ 　　教師引導(dǎo)同學(xué)們最后歸納出以下四點，在空白處作答。 　　1．坐標(biāo)軸的物理意義：振動圖象的橫軸為時間，波動圖象的橫軸為各個質(zhì)點的平衡位置；兩種圖的縱軸均為質(zhì)點相對平衡位置的位移。 　　2．圖象的物理意義：振動圖象表示一個質(zhì)點不同時刻的振動位移情況；波動圖表示所有振動的質(zhì)點在同一時刻的振動位移情況。 　　3．圖象隨時間的變化：隨著時間推移，振動圖象已有形狀和位置不變，僅僅進行線的延長；而波動圖已有形狀雖不變，但位置上要沿傳播方向平移。 　　4．由圖象討論各物理量：某時刻質(zhì)點振動方向的判定方法不同；而加速度、位移的方向判定方法一樣，速度大小、加速度大小、位移大小的變化趨勢判斷方法一樣。 　　三、教師課堂小結(jié) 　　1．波動圖象如何得出的； 　　2．波動圖象與振動圖象的主要異同。 　　作業(yè)： 　　教材P28：1、2、3