物理機械波知識點

1、物理機械波知識點物理機械波知識點 一,教材分析 (1) 教材的地位與作用 機械波是高中物理教材第一冊(必修)的第五章機械振動和機械波的第七節(jié)內(nèi)容. 機械波是機械運動中比較復(fù)雜的運動形式.它作為周期性變化的運動,廣泛地涉及物理學(xué)的各個領(lǐng)域.上好這節(jié)課不僅可以鞏固以前學(xué)過的有關(guān)運動學(xué)和動力學(xué)的知識,還可為今后學(xué)習(xí)電磁振蕩,電磁波和光的本性打下良好的基礎(chǔ). 通過本節(jié)課的教學(xué),學(xué)生初步認識到學(xué)習(xí)波動知識時重要的是要會確定波的總的運動情況,即由波長,頻率和波速等物理量來表征運動情況,而不是確定單個質(zhì)點在某一時刻的位置,速度和加速度.對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維,研究方法,發(fā)展學(xué)生智力有著特殊的意義. (2) 教

2、學(xué)目標(biāo) 根據(jù)學(xué)生的認知基礎(chǔ),心理特征及本節(jié)課教材大綱要求,擬定以下教學(xué)目標(biāo). 知識目標(biāo) 明確機械波的產(chǎn)生條件;掌握機械波的形成過程及波動傳播過程的特 征;了解機械波的種類及其傳播特征;初步了解描述機械波的物理量. 能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生觀察分析,邏輯思維及歸納總結(jié)的自主學(xué)習(xí)能力;培養(yǎng)學(xué)生 的時空觀念. 3,德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生用辨證的觀點探究物理過程及其規(guī)律,對學(xué)生進行唯物主義世界觀和科學(xué)方法論的教育. (2) 重點,難點分析 機械波的形成過程及描述是本節(jié)課的重點和難點.因為波動過程的細節(jié)不容易體現(xiàn)出來,教學(xué)過程通過課件模擬物理過程的方法進行重點難點的突破,使學(xué)生獲得較直觀的信息,充分調(diào)動學(xué)生的主觀

3、能動作用,以激發(fā)學(xué)生研究物理問題的濃厚興趣. 二,教法與學(xué)法 現(xiàn)代教育理論認為,科學(xué)教學(xué)必須讓學(xué)生們參與以探究為目標(biāo)的研究活動,使他們同老師和學(xué)生一起在相互啟發(fā)相互促進.對從學(xué)生們所親歷的事物中產(chǎn)生的一些實際問題進行探究,是科學(xué)教學(xué)所要采取的主要做法. 基于這種理念,本節(jié)課主要采用指導(dǎo)自主學(xué)習(xí)法,通過課件和實驗演示,引導(dǎo)學(xué)生進行問題探究和討論,以期達到教學(xué)目標(biāo).有著豐富生活體會的學(xué)生往往對波動形成的物理過程有著濃厚的興趣.為了使學(xué)生能認識機械波這一特殊的運動形式,教學(xué)中可以滲透指導(dǎo)自主學(xué)習(xí)的教改思想,鼓勵學(xué)生積極參與,突出學(xué)法指導(dǎo),思維啟發(fā),和師生的情感交流.通過學(xué)生小實驗和教師實驗演示及課件

4、模擬物理過程,逐層深入,讓學(xué)生分成小組在教師創(chuàng)設(shè)的問題中進行分析探究,總結(jié)波動特征.在此基礎(chǔ)上指導(dǎo)學(xué)生從功和能的角度去探究波動過程,進而搞清波動的成因.引導(dǎo)學(xué)生在討論中互相問答或自問自答,進入思維的遷移,每觀察到一個現(xiàn)象都去想想幾個為什么.真正培養(yǎng)起抽象思維能力和獨立的思維能力. 在教學(xué)的過程中,教師要對所有學(xué)生的各種不同見解,技能和經(jīng)驗都有所尊重.逐步把全班學(xué)生培養(yǎng)成科學(xué)探究推理嚴(yán)謹縝密,思想方法與行為方式以及社會價值觀念都有助于科學(xué)學(xué)習(xí)的科學(xué)學(xué)習(xí)者. 三,教學(xué)過程設(shè)計 新課引入 (課件)在生活中,我們是否見過此現(xiàn)象向一滴水滴入平靜的水 面,會看到水面上蕩起圈圈漣漪,起伏不平的波紋向四周傳播

5、出去,形成水波 (課件)曾記否,當(dāng)進球后球迷此起彼伏所形成的波浪 (讓學(xué)生按順序逐個相繼站起,坐下,這時全班的同學(xué)都有機會親身體會到作為波動中的一分子的運動情況,引導(dǎo)學(xué)生分組思考,討論波動的成因) (課件)敕勒川,陰山下,天似穹廬,連綿起伏的山巒構(gòu)筑了 華夏民族的脊梁 (小實驗:學(xué)生同桌兩人用手抖動課前準(zhǔn)備好的繩子,會看到凹凸相間的波向繩的另一端傳播出去,形成繩波.) 上述現(xiàn)象,都是我們平時所見到的波的情形,那么,波形成的條件 是什么呢 波是什么 前面我們學(xué)習(xí)過的機械振動是描述單個質(zhì)點的運動形式.這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點構(gòu)成的彈性介質(zhì)的整體的一種運動形式機械波. 機械波的概念和產(chǎn)生條件 機械

6、波的概念:機械振動在介質(zhì)中的傳播就形成了機械波.上述的 水波和繩波都是機械波. 2,機械波的產(chǎn)生條件:振源和介質(zhì)(引導(dǎo)學(xué)生思考探索所觀察的現(xiàn)象,歸納總結(jié)) 振源產(chǎn)生機械振動的物質(zhì),如在繩波中的手的不停抖動.(如果沒有連續(xù)的振動,則質(zhì)點很快停止下來.) 介質(zhì)傳播振動的媒質(zhì),如繩子,水. 機械波的形成過程 1,介質(zhì)模型:把介質(zhì)看成由無數(shù)個質(zhì)點彈性連接而成,可以想象成 如右圖所示. 機械波的形成過程: 由于相鄰質(zhì)點的力的作用,當(dāng)介質(zhì)中 某一質(zhì)點發(fā)生振動時,就會帶動周圍的質(zhì) 點振動起來,從而使振動向遠處傳播.(課件演示相鄰質(zhì)點的相互作用) (實驗和課件演示)繩波的形成過程.(引導(dǎo)學(xué)生觀察,思考,分析)

7、質(zhì)點間有彈力聯(lián)系著.開始時刻(t = 0),各質(zhì)點都處在平衡位置.其中第一個質(zhì)點受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運動,設(shè)振動周期為T,則經(jīng)過T / 4,質(zhì)點1已經(jīng)達到位移,正要開始向下運動.質(zhì)點2的振運動較質(zhì)點1落后一些,仍向上運動;質(zhì)點3更落后一些,此時振動剛傳到了質(zhì)點9.經(jīng)過T / 2時,質(zhì)點1回到了平衡位置,并繼續(xù)向下運動,質(zhì)點9剛到達位移處,此時振動傳到了質(zhì)點17.依此推論,演示經(jīng)3T / 4,T和5T / 4后各質(zhì)點排列成的波形. 機械波的特點 1,介質(zhì)中各點都在各自的平衡位置作往復(fù)運動振動. 2,各質(zhì)點并不隨波向波的傳播方向遷移. 3,各質(zhì)點在振動時有時間上的先后. 4,波是能

8、量傳播的一種方式. (小實驗:學(xué)生用手抖動繩子,形成繩波.如果不再抖動,則原位的質(zhì)點很快平靜下來.它說明波動是伴隨著能量傳播的,要維持波的傳播,必須不斷地給振源提供能量.) 橫波與縱波 按波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向可以將波分為兩類:橫波和縱波. 1,橫波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直.(凹凸相間的波形波峰,波谷) 2,縱波 質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上.(疏密相間的波形 疏部,密部) 例:聲波是縱波.其中振源是聲帶,介質(zhì)是空氣,固體,液體等. (課件演示兩類波的形成及其波形) 說明:地震波既有橫波又有縱波.(拓展學(xué)生的認知層面) 機械振動與機械波的關(guān)系 課件演示機械振動和機械

9、波的圖象,啟發(fā)學(xué)生思考兩者的區(qū)別與聯(lián)系. 作為課后思考題.為下一節(jié)課作鋪墊. 課堂小結(jié) 1,只有振動才有可能引起波動. 2,只有通過介質(zhì),才能由局部的振動引起全局的波動. 3,每一局部都在平衡位置附近做住復(fù)運動振動. 4,每一局部并不隨波向波的傳播方向遷移. 5,每一局部的振運動在時間上有先后. 6,機械波是機械振動在介質(zhì)中的傳播過程,它是一種振動形式,又是能量傳遞的一種方式. (引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié),并對問題研究的方法做出評價,思考描述波動與振動的物理量有什么不同.) 物理學(xué)習(xí)方法 步驟1.模型歸類 做過一定量的物理題目之后，會發(fā)現(xiàn)很多題目其實思考方法是一樣的，我們需要按物理模型進行分類，用一套

10、方法解一類題目。例如宏觀的行星運動和微觀的電荷在磁場中的偏轉(zhuǎn)都屬于勻速圓周運動，關(guān)鍵都是找出什么力_了向心力;此外還有杠桿類的題目，要想象出力矩平衡的特殊情況，還有關(guān)于汽車啟動問題的考慮方法其實同樣適用于起重機吊重物等等。物理不需要做很多題目，能夠判斷出物理模型，將方法對號入座，就已經(jīng)成功了一半。 步驟2.解題規(guī)范 高考越來越重視解題規(guī)范，體現(xiàn)在物理學(xué)科中就是文字說明。解一道題不是列出公式，得出答案就可以的，必須標(biāo)明步驟，說明用的是什么定理，為什么能用這個定理，有時還需要說明物體在特殊時刻的特殊狀態(tài)。這樣既讓老師一目了然，又有利于理清自己的思路，還方便檢查，最重要的是能幫助我們在分步驟評分的評

11、分標(biāo)準(zhǔn)中少丟幾分。 步驟3.大膽猜想 物理題目常常是假想出的理想情況，幾乎都可以用我們學(xué)過的知識來解釋，所以當(dāng)看到一道題目的背景很陌生時，就像今年高考物理的壓軸題，不要慌了手腳。在最后的20分鐘左右的時間里要保持沉著冷靜，根據(jù)給出的物理量和物理關(guān)系，把有關(guān)的公式都列出來，大膽地猜想磁場的勢能與重力場的勢能是怎樣復(fù)合的，取最值的情況是怎樣的，充分利用圖像_的變化規(guī)律和數(shù)據(jù)，在沒有完全理解題目的情況下多得幾分是完全有可能的。 步驟4.知識分層 通常進入高三后，老師一定會幫我們梳理知識結(jié)構(gòu)，物理的知識不單純是按板塊分的，更重要是按層次分的。比如，力學(xué)知識從基礎(chǔ)到最高級可以這樣分：物體的受力分析和運動

12、公式，牛頓三大定律(尤其是牛頓第二定律)，動能定理和動量定理，機械能守恒定律和動量守恒定律，能量守恒定律。越高級的知識越具有一般性，通常高考中關(guān)于力學(xué)、電學(xué)、能量轉(zhuǎn)化的綜合性問題，需要用到各個層次的知識。這也提醒我們，當(dāng)遇到一道大題做不出或過程繁雜時，不妨換個層次考慮問題。 步驟5.觀察生活 物理研究物體的運動規(guī)律，很多最基本的認識可以通過自己平時對生活的細致觀察逐漸積累起來，而這些生活中的常識、現(xiàn)象會經(jīng)常在題目中出現(xiàn)，豐富的生活經(jīng)驗會在你不經(jīng)意間發(fā)揮作用。比如，你仔細體會過坐電梯在加速減速時的壓力變化嗎?這對你理解視重、超重、失重這些概念很有幫助。你考慮過自行車的主動輪和從動輪的區(qū)別嗎?你觀察過發(fā)廊門口的旋轉(zhuǎn)燈柱嗎?你嘗試過把杯子倒扣在水里觀察杯內(nèi)外水面的變化嗎?我覺得物理學(xué)習(xí)也需要一種感覺，這就是憑經(jīng)驗積累起的直覺。 物理學(xué)習(xí)技巧 圖象法 應(yīng)用圖象描述規(guī)律、解決問題是物理學(xué)中重要的手段之一.因圖象中包含豐富的語言、解決問題時簡明快捷等特點，在高考中得到充分體現(xiàn)，且比重不斷加大。 涉及內(nèi)容貫穿整個物理學(xué).描述物理規(guī)律的最常用方法有公式法和圖象法，所以在解決此類問題時要善于將公式與圖象合一相長。 對稱法 利用對稱法分析解決物理問題，可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo)，直接抓住問題的實質(zhì)，出奇制勝，快速簡便地求解問題。像課本中伽利略