《機(jī)械波》教案

1、機(jī)械波教案知識(shí)與技能：1、明確機(jī)械波的產(chǎn)生條件2、掌握機(jī)械波的形成過(guò)程及波動(dòng)傳播過(guò)程的特征3、了解機(jī)械波的種類及其傳播特征過(guò)程與方法：1、通過(guò)仔細(xì)觀察演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)波的產(chǎn)生條件及形成過(guò)程有全面的理解，同時(shí)通過(guò)仔細(xì)分析課本的插圖進(jìn)一步加深對(duì)機(jī)械波形成過(guò)程的理解。2、教學(xué)過(guò)程中通過(guò)對(duì)機(jī)械波形成過(guò)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(jià)值觀1、培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心，認(rèn)真，一絲不茍做試驗(yàn)的品質(zhì)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)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(tuán)結(jié)，分工協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。二 重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)是機(jī)械波的形成過(guò)程難點(diǎn)是機(jī)械波的形成過(guò)程三、教學(xué)方法：復(fù)習(xí)提問(wèn)，講練結(jié)合，課件演示四

2、、教具：1、演示繩波的形成的長(zhǎng)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(jī)械波。五 教學(xué)過(guò)程引入新課我們已學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)械振動(dòng)， 它是描述單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式， 這一節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械波。1、機(jī)械波的產(chǎn)生條件演示一一水波：教師用幻燈機(jī)做實(shí)驗(yàn)：使平靜的水面振動(dòng)，會(huì)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(dòng)，就會(huì)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(jī)械波。教師提問(wèn)：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(wèn)：當(dāng)振動(dòng)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(dòng)了。請(qǐng)學(xué)生總結(jié)：（教師可引導(dǎo)）（1）機(jī)械波的概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波（2）機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。源源一一產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的物質(zhì)，如在純波中的手的不停抖動(dòng)就是振源。介質(zhì)一一傳播振動(dòng)的媒質(zhì)，如純子、水。2、機(jī)械波的形成過(guò)程（用課件把純波的運(yùn)動(dòng)展示）（1）介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)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(jī)械波的形成過(guò)程：由于相鄰質(zhì)點(diǎn)間力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)周圍的 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來(lái)，從而使振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播

4、。例如：圖2表示純上一列波的形成過(guò)程。 圖中1到18各小點(diǎn)代表純上的一排質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)間有彈力聯(lián)系著。圖中的第一行 表示在開始時(shí)刻（t =0）各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)所有質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置。其中第一 個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力作用將開始在垂直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)振動(dòng)周期為T,則第二行表示經(jīng)過(guò)了 T/4時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1已達(dá)到最大位移，正開始向下 運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)2的振動(dòng)較質(zhì)點(diǎn)1落后一些，仍向上運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)3更落后一些，此時(shí) 振動(dòng)剛傳到了質(zhì)點(diǎn)4。第三行表示經(jīng)過(guò)了 T/2時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1又 回到平衡位置，并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)4剛到達(dá)最大位移處，此時(shí)振動(dòng)傳到了質(zhì) 點(diǎn)7。依次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過(guò) 3

5、T/4、和5T/4后的各質(zhì)點(diǎn) 的位置，并分別顯示了各個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)所排列成的波形。3、對(duì)機(jī)械波概念的理解(1)機(jī)械波是構(gòu)成介質(zhì)的無(wú)數(shù)質(zhì)點(diǎn)的一種共同運(yùn)動(dòng)形式；(2)當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并 不隨波遷移，機(jī)械波向外傳播的只是機(jī)械振動(dòng)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(dòng)加強(qiáng)，某些區(qū) 域的振動(dòng)減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)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(guò)障礙物偏離直線傳播的現(xiàn)象，障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng) 小，或跟波長(zhǎng)差不

6、多時(shí)，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(duì)于介質(zhì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dòng)過(guò)程所具有的共同特性，不僅聲波(機(jī)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(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。(1)橫波的定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。波形特點(diǎn)：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(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。波形特點(diǎn)：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(jī)械橫波在某一時(shí)刻的圖象， 從圖中可看出這列橫波的振幅是 米，波長(zhǎng)是 米，P點(diǎn)處的質(zhì)點(diǎn)在此時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向是。分析解答：從波的圖象可直接讀出振幅0.04m,波長(zhǎng)2nl判斷P處質(zhì)點(diǎn)此時(shí) 刻的運(yùn)動(dòng)方向有兩種方法： 其一是前質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法， 離波源較遠(yuǎn)的后質(zhì) 點(diǎn)總要追隨， 模仿離波源較近的前質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)， 只是其振動(dòng)步調(diào)比前質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)與P點(diǎn)相比，A是前質(zhì) 點(diǎn)，P是后質(zhì)點(diǎn)，相差入/4距離，P質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)T/4時(shí)間將到達(dá)A質(zhì)點(diǎn)現(xiàn)在的位置 處， 由此判斷出P 質(zhì)點(diǎn)是向y 軸正方向運(yùn)動(dòng)的。 其二是波形平移法， 如圖 1 所示，將原波形 （實(shí)線） 沿波的傳播方向推進(jìn)一段很小距離得到推進(jìn)后的波形 （虛線） ， 比較質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)到達(dá)了 P'處，同樣得出此時(shí)刻在 P處的質(zhì)點(diǎn)是沿正方向運(yùn)動(dòng)的。點(diǎn)評(píng)： 根據(jù)波的圖象可直接讀出該時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移， 質(zhì) 點(diǎn)振動(dòng)的振幅和波長(zhǎng)， 要熟練掌握根據(jù)波傳播方向， 判斷質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向可有兩種 基本方法、 即前質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法和波形平移法