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2019-2020年高中物理 12.1 波的形成和傳播教案 新人教版3-4 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識(shí)與技能 1、掌握機(jī)械波的形成過程及波傳播過程的特點(diǎn)； 2、了解機(jī)械波的分類； 3、明確機(jī)械波的產(chǎn)生條件及其傳播特征； （二）過程與方法 分析沿繩傳播的波，理解橫波的形成是關(guān)鍵，要充分利用圖解和模擬裝置認(rèn)識(shí)波的形成是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，波傳播的是振動(dòng)形式，傳遞能量和信息。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 體會(huì)個(gè)別和整體的關(guān)系，感受形象思維在物理學(xué)習(xí)中的重要作用。 【教學(xué)重點(diǎn)】波的形成過程的分析。 【教學(xué)難點(diǎn)】準(zhǔn)確理解質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)和波傳播的關(guān)系。 【教學(xué)方法】演示法，啟發(fā)式，討論式 【教學(xué)用具】絲帶、軟繩、軟彈簧、音叉、多媒體課件 【教學(xué)過程】 （一）引入新課 ［演示］抖動(dòng)絲帶的一端，產(chǎn)生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播（激發(fā)興趣，引出課題） 在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中，我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動(dòng)形式——波動(dòng)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e出幾個(gè)有關(guān)波的例子。（學(xué)生舉例，活躍氣氛；讓學(xué)生在大量生活實(shí)例中感觸波的存在，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。） 學(xué)生會(huì)列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā)，大家聽說過地震嗎？學(xué)生會(huì)想到地震波。 水波、聲波、地震波都是機(jī)械波，無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學(xué)習(xí)機(jī)械波的知識(shí)，以后還會(huì)學(xué)習(xí)電磁波的知識(shí)。 （二）進(jìn)行新課 1．波的形成和傳播 ［演示］）繩子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖動(dòng)。 ［現(xiàn)象］看到一列凸凹相間的波形（振動(dòng)形式）向繩子的另一端傳去，這就是機(jī)械波（給出學(xué)生波的直覺感受）。 在繩子上的任意一點(diǎn)系上一圈紅布或者用紅墨水涂上一圈（要讓學(xué)生能明顯觀察到紅色標(biāo)志），手拿繩子一端上下振動(dòng)。 ［提問］同學(xué)們看到了有紅色標(biāo)志的點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng)？會(huì)不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)？ ［現(xiàn)象］有紅色標(biāo)志的點(diǎn)在其平衡位置附近做上下振動(dòng)，而不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)。 教師：既然沿波的傳播方向各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近依次振動(dòng)，又不遷移，那么機(jī)械波又是怎樣形成的呢？ 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材25頁，一起分析波的形成原因。 ［課件演示：波的形成與傳播］ (1)可以將繩分成許多小部分，每一部分看作質(zhì)點(diǎn)。 (2)在無外來擾動(dòng)之前，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)排列在同一直線上，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置稱為各自的平衡位置。 (3)由于外來的擾動(dòng)，在繩中的某一質(zhì)點(diǎn)會(huì)引起振動(dòng)，首先振動(dòng)的這個(gè)質(zhì)點(diǎn)稱為波源。 (4)由于繩中各質(zhì)點(diǎn)之間存在著相互作用力，作為振源的質(zhì)點(diǎn)就帶動(dòng)周圍質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，并依次帶動(dòng)鄰近質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，于是振動(dòng)就在繩中由近及遠(yuǎn)地傳播。 （5）沿波的傳播方向，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)依次開始振動(dòng)，距離波源愈近，愈先開始振動(dòng)。距離波源愈遠(yuǎn)，振動(dòng)愈滯后，于是形成凹凸相間的波形沿繩傳播。 2．橫波和縱波 ［演示］用螺旋彈簧縱波演示器進(jìn)行演示，首先使金屬球沿著彈簧的方向左右振動(dòng)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察現(xiàn)象。 ［提問］彈簧上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 學(xué)生：彈簧上各部分發(fā)生周期性的壓縮與拉伸，一會(huì)兒變密，一會(huì)兒變疏，疏密不均的狀態(tài)在彈簧上自左向右傳播。 教師：這也是機(jī)械波，即形成一列疏密相間的波，其波源是振動(dòng)的金屬球，介質(zhì)是彈簧。 （演示和掛圖） 分別演示繩波和彈簧波，讓學(xué)生仔細(xì)觀察和比較介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的區(qū)別，通過繩波掛圖和螺旋彈簧縱波掛圖，給出波的分類及相關(guān)概念。 質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向 ［演示］敲擊音叉，產(chǎn)生聲波。 ［提出問題］空氣中的聲波是縱波還是橫波？空氣中的聲波是怎樣形成的呢？ 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材26頁有關(guān)內(nèi)容。了解空氣中的聲波的形成過程。 3．機(jī)械波 教師：通過前面的演示實(shí)驗(yàn)，我們看到，沿波的傳播方向各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近依次振動(dòng)，并不隨波遷移，那么機(jī)械波傳播的是什么呢？ 教師：繩上和彈簧上的波是在繩和彈簧上傳播的，水波是在水中傳播的，聲波通常在空氣中傳播。繩、彈簧、水、空氣等是波借以傳播的物質(zhì)，叫做介質(zhì)。機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程就是機(jī)械波。 所以，機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)的形式。 提出問題：振動(dòng)起來的物體具有能量，那么，在介質(zhì)中本來靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨著波的傳來，開始振動(dòng)起來，這說明了什么? 學(xué)生：說明它獲得了能量。 提出問題：質(zhì)點(diǎn)獲得的能量是從哪里來的? 學(xué)生：是從波源傳遞來的。 教師：所以波在傳播振動(dòng)的同時(shí)，也將波源的振動(dòng)能量傳遞出去。波是傳遞能量的一種方式。 總結(jié)：機(jī)械波的實(shí)質(zhì)是： ①傳播振動(dòng)的一種形式。 ②傳送能量的一種方式。即依靠介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點(diǎn)依次做機(jī)械振動(dòng)來傳遞波源的能量。 提出問題：（1）從波的形成來分析，波動(dòng)與振動(dòng)有何聯(lián)系? 學(xué)生：振動(dòng)是波動(dòng)的成因；波動(dòng)是振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播。 （2）波動(dòng)與振動(dòng)有何區(qū)別? （課件演示，橫波的傳播，引導(dǎo)學(xué)生得出如下結(jié)論） 振動(dòng)是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的“個(gè)體行為”；波動(dòng)則是大量彼此相連的質(zhì)點(diǎn)將波源的振動(dòng)在空間傳播的“群體行為”。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程就是機(jī)械波。 根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的關(guān)系，將波分為橫波和縱波。 機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)的形式。波在傳播振動(dòng)的同時(shí)，也將波源的振動(dòng)能量傳遞出去。波是傳遞能量的一種方式。 （四）課余作業(yè) 完成P27“問題與練習(xí)”的題目。 附：課后訓(xùn)練 1．關(guān)于機(jī)械波和機(jī)械振動(dòng)的下列說法，正確的是_______. A．有機(jī)械振動(dòng)，就一定產(chǎn)生機(jī)械波 B．有機(jī)械波，則一定有機(jī)械振動(dòng) C．機(jī)械波就是質(zhì)點(diǎn)在介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)路徑 D．在波傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都有相同的振動(dòng)頻率和振幅 2．下列關(guān)于橫波、縱波的說法正確的是__________ A．凸凹相間的波叫橫波，凸起的最高處叫波峰，凹下的最低處叫波谷 B．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫橫波 C．縱波的波形是疏密相間的，質(zhì)點(diǎn)分布最密的部分叫密部，分布最疏的地方叫疏部 D．質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 3．在平靜的湖面上漂著一小木條，現(xiàn)向湖中央扔一石子，圓形波紋一圈圈地向外傳播，當(dāng)波傳到小木條處時(shí)，小木條將________ A．隨波紋漂向湖岸 B．波紋傳到小木條處，小木條仍不動(dòng) C．向波源處漂動(dòng) D．在原來位置做上下振動(dòng) 4．波在傳播過程中 A．介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)是隨波遷移 B．波源的振動(dòng)能量隨波傳遞 C．振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的頻率隨著波的傳播而減小 D．波源的能量靠振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的遷移隨波傳遞 5．沿繩傳播的一列機(jī)械波，當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí) A．繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，橫波立即消失 B．繩上各質(zhì)點(diǎn)同時(shí)停止振動(dòng)，縱波立即消失 C．離波源較近的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng) D．離波源較遠(yuǎn)的各質(zhì)點(diǎn)先停止振動(dòng)，較近的各質(zhì)點(diǎn)稍后停止振動(dòng) 6．觀察課本中繩波的形成圖，對(duì)繩上各質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是 A．周期相同 B．振幅相同 C．位移相同 D．速度相同 7．關(guān)于振動(dòng)方向和波的傳播方向，下列說法正確的是 A．在橫波中二者方向有時(shí)相同 B．在橫波中二者方向一定不同 C．在縱波中二者方向有時(shí)相同 D．在縱波中二者方向一定相同 8．機(jī)械波傳播的是 A．介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn) B．質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式 C．能量 D．信息 參考答案：1．BD 2．ACD 3．D 4．B 5．C 6．AB 7．BC 8．BCD