《機械波》教案

1、機械波教案知識與技能：1、明確機械波的產(chǎn)生條件2、掌握機械波的形成過程及波動傳播過程的特征3、了解機械波的種類及其傳播特征過程與方法：1、通過仔細(xì)觀察演示實驗，對波的產(chǎn)生條件及形成過程有全面的理解，同時通過仔細(xì)分析課本的插圖進一步加深對機械波形成過程的理解。2、教學(xué)過程中通過對機械波形成過程的分析，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力。情感、態(tài)度和價值觀1、培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心，認(rèn)真，一絲不茍做試驗的品質(zhì)，進而培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)。2、培養(yǎng)學(xué)生互相團結(jié)，分工協(xié)作的團隊精神。二 重點、難點分析重點是機械波的形成過程難點是機械波的形成過程三、教學(xué)方法：復(fù)習(xí)提問，講練結(jié)合，課件演示四

2、、教具：1、演示繩波的形成的長繩；并用課件展示。2、橫波、縱波演示儀；并用課件展示。3、用幻燈展示機械波。五 教學(xué)過程引入新課我們已學(xué)習(xí)過機械振動， 它是描述單個質(zhì)點的運動形式， 這一節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點構(gòu)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運動形式機械波。1、機械波的產(chǎn)生條件演示一一水波：教師用幻燈機做實驗：使平靜的水面振動，會看到水面上一 圈圈起伏不平的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。演示一一純波：用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向純的另一端傳 播出去，形成純波。以上兩種波都可以叫做機械波。教師提問：水波離開水能看到上面的現(xiàn)象嗎？純波離開純行嗎？學(xué)生回答：不行。教師提問：當(dāng)振動停止

3、后我們又看到了什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：傳出去的仍然在傳播，以后水（純）都靜止不動了。請學(xué)生總結(jié)：（教師可引導(dǎo)）（1）機械波的概念：機械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機械波（2）機械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。源源一一產(chǎn)生機械振動的物質(zhì)，如在純波中的手的不停抖動就是振源。介質(zhì)一一傳播振動的媒質(zhì)，如純子、水。2、機械波的形成過程（用課件把純波的運動展示）（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，可以想象為（圖1所示）L : J > j f ' 9 hl 14 IS 式機械波的形成過程：由于相鄰質(zhì)點間力的作用，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(yuǎn)處傳播

4、。例如：圖2表示純上一列波的形成過程。 圖中1到18各小點代表純上的一排質(zhì)點，質(zhì)點間有彈力聯(lián)系著。圖中的第一行 表示在開始時刻（t =0）各質(zhì)點的位置，這時所有質(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,則第二行表示經(jīng)過了 T/4時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點1已達到最大位移，正開始向下 運動；質(zhì)點2的振動較質(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4。第三行表示經(jīng)過了 T/2時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點1又 回到平衡位置，并繼續(xù)向下運動，質(zhì)點4剛到達最大位移處，此時振動傳到了質(zhì) 點7。依次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過 3

5、T/4、和5T/4后的各質(zhì)點 的位置，并分別顯示了各個對應(yīng)時刻所有質(zhì)點所排列成的波形。3、對機械波概念的理解(1)機械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點的一種共同運動形式；(2)當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動時，各個質(zhì)點在各自的平衡位置附近往復(fù)運動，質(zhì)點本身并 不隨波遷移，機械波向外傳播的只是機械振動的形式 (演示橫波演示器)； (3)波是傳播能量的一種方式。4、波的干涉和衍射波的干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象波的干涉是頻率相同的兩列波疊加， 使介質(zhì)中某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū) 域的振動減弱，并且振動加強的減弱的區(qū)域互相間隔，形成穩(wěn)定分布的現(xiàn)象。波的衍射是波繞過障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象，障礙物或孔的尺寸比波長 小，或跟波長差不

6、多時，才有比較明顯的衍射現(xiàn)象。5、多普勒效應(yīng)由于波源或觀察者相對于介質(zhì)有相對運動時，觀察者所接收到的波頻率有所 變化的現(xiàn)象就叫做多普勒效應(yīng).多普勒效應(yīng)是波動過程所具有的共同特性，不僅聲波(機械波)有多普勒效應(yīng)，光波也具有多普勒效應(yīng)。4、波的種類: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)橫波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。波形特點：凸凹相間的波紋(觀察橫波演示器)，叫起伏波。如圖3波形所示圖3(2)縱波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。波形特點：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖4波形所示。閨4舉例：聲波是縱波，其中：振源一一聲帶，介質(zhì)一一空氣、

7、液體、固體。【例1】如圖1所示，一列沿X軸正方向傳播的機械橫波在某一時刻的圖象， 從圖中可看出這列橫波的振幅是 米，波長是 米，P點處的質(zhì)點在此時刻的運動方向是。分析解答：從波的圖象可直接讀出振幅0.04m,波長2nl判斷P處質(zhì)點此時 刻的運動方向有兩種方法： 其一是前質(zhì)點帶動后質(zhì)點振動法， 離波源較遠(yuǎn)的后質(zhì) 點總要追隨， 模仿離波源較近的前質(zhì)點的振動， 只是其振動步調(diào)比前質(zhì)點滯后一些，從圖1中看出，波沿x軸正方向傳播，介質(zhì)中的A點與P點相比，A是前質(zhì) 點，P是后質(zhì)點，相差入/4距離，P質(zhì)點經(jīng)過T/4時間將到達A質(zhì)點現(xiàn)在的位置 處， 由此判斷出P 質(zhì)點是向y 軸正方向運動的。 其二是波形平移法， 如圖 1 所示，將原波形 （實線） 沿波的傳播方向推進一段很小距離得到推進后的波形 （虛線） ， 比較質(zhì)點在原波形上的位置P 和在推后波形上的位置P，顯然原在 P 處的質(zhì)點到達了 P'處，同樣得出此時刻在 P處的質(zhì)點是沿正方向運動的。點評： 根據(jù)波的圖象可直接讀出該時刻介質(zhì)中各質(zhì)點對平衡位置的位移， 質(zhì) 點振動的振幅和波長， 要熟練掌握根據(jù)波傳播方向， 判斷質(zhì)點振動方向可有兩種 基本方法、 即前質(zhì)點帶動后質(zhì)點振動法和波形平移法