機(jī)械波課程單元教學(xué)設(shè)計(jì)

物理選修3-4第十二章機(jī)械波單元教學(xué)設(shè)計(jì)一、任務(wù)分析波。能用圖像描述橫波。理解波速、波長和頻率〔周期〕的關(guān)系。了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。通過試驗(yàn)，生疏波的干預(yù)現(xiàn)象、衍射現(xiàn)象。的應(yīng)用實(shí)例。高考說明解讀：主題主題內(nèi)容簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖像單擺、周期公式機(jī)械振動(dòng) 受迫振動(dòng)和共振機(jī)械波與機(jī)械波 橫波和縱波橫波的圖像波速、波長和頻率〔周期〕的關(guān)系波的干預(yù)和衍射現(xiàn)象ⅠⅡⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅠ初中教材：初中物理課中只涉及了有關(guān)聲波的形成和傳播的根本學(xué)問。對(duì)教學(xué)很有幫助。2、本單元在教材中的地位作用及主要內(nèi)容：波動(dòng)是一種常見而重要的運(yùn)動(dòng)形式。自20世紀(jì)初以來，隨著電磁波的廣泛3-4而學(xué)習(xí)電磁波和光的相關(guān)學(xué)問。機(jī)械波是比學(xué)過的圓周運(yùn)動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)更為簡(jiǎn)單的周期運(yùn)動(dòng)，也是自然界和是對(duì)機(jī)械振動(dòng)的有關(guān)學(xué)問起到復(fù)習(xí)穩(wěn)固的作用。普勒效應(yīng)等。學(xué)習(xí)本單元所需要的根底學(xué)問:根本概念、根本規(guī)律、根本技能、根本思想驟和方法；對(duì)周期性的理解；觀看試驗(yàn)總結(jié)試驗(yàn)結(jié)論的力量；開展探究試驗(yàn)的根本活動(dòng)閱歷會(huì)觀看分析，推理歸納，會(huì)依據(jù)科學(xué)探究思路〔提出問題、猜測(cè)、設(shè)計(jì)試驗(yàn)〕進(jìn)展試驗(yàn)探究活動(dòng)，會(huì)分工合作，具有團(tuán)隊(duì)意識(shí)。三角函數(shù)等數(shù)學(xué)學(xué)問和運(yùn)算技能學(xué)校、學(xué)生狀況分析:到達(dá)提升點(diǎn)需要教師認(rèn)真爭(zhēng)論，肯定換位思考，站在學(xué)生的立場(chǎng)考慮問題，學(xué)生讓學(xué)生多體驗(yàn)、多觀看、多參與，多動(dòng)手、多思考、多爭(zhēng)論，多溝通，多總結(jié)。5.學(xué)校硬件、軟件、試驗(yàn)室狀況：每個(gè)教室都配有多媒體教學(xué)系統(tǒng)，對(duì)與如繩波試驗(yàn)和蜂鳴器試驗(yàn)。二、教學(xué)目標(biāo)〔學(xué)問與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價(jià)值觀〕學(xué)問與技能：知道什么是橫波，知道波峰和波谷；知道什么是縱波，知道疏部和密部。能區(qū)分橫波和縱波。知道波的圖象的物理意義。理解波長、頻率波特有的現(xiàn)象?！舱业臈l件。通過試驗(yàn)，生疏波的干預(yù)現(xiàn)象。知道產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的條件。通過試驗(yàn)例，了解多普勒效應(yīng)的應(yīng)用。通過生活實(shí)例激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲望，培和物來學(xué)習(xí)物理，感受物理學(xué)和日常生活之間親熱聯(lián)系，體驗(yàn)“生活處處有物理”，不斷提高科學(xué)素養(yǎng)。三、重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：機(jī)械波的形成過程；知道波的圖象的物理意義。理解波長、頻率和象的條件；產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的條件難點(diǎn)：機(jī)械波的形成過程；波的圖象與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖象的區(qū)分；波線、波面的概念；波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件；產(chǎn)生穩(wěn)定干預(yù)現(xiàn)象的條件關(guān)鍵點(diǎn)——抓住重點(diǎn)、分散難點(diǎn)；通過做好每一個(gè)試驗(yàn)變抽象為直觀、變簡(jiǎn)單為單一、變定性為定量。四、策略方法教學(xué)理念：想方法解放學(xué)生的腦、眼睛、手、嘴、時(shí)間、空間，讓學(xué)生有負(fù)責(zé)。具體策略第一節(jié)波的形成和傳播①本節(jié)爭(zhēng)論的是機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播，定性爭(zhēng)論波的一些根本特征。機(jī)械波的形成及傳播是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)波的生疏和理解需要一個(gè)過程，教學(xué)中不行急于求成，應(yīng)當(dāng)留意教學(xué)方式的選擇。要將教師的講解變?yōu)閷W(xué)生本節(jié)首先要做好繩波演示試驗(yàn)，并指導(dǎo)學(xué)生留意觀看繩上每個(gè)質(zhì)點(diǎn)開頭運(yùn)動(dòng)時(shí)的狀態(tài)、先后挨次以及各點(diǎn)是否隨波遷移。在此根底上分析繩波的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)留意引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)或得到以下結(jié)論：先帶后，后跟前，振動(dòng)形式向后傳。②為了讓學(xué)生體驗(yàn)感悟機(jī)械波，增加學(xué)生的參與意識(shí)，可在課堂上安排學(xué)生完成“做一做”欄目中的活動(dòng)。可讓學(xué)生先設(shè)計(jì)活動(dòng)方案，然后再進(jìn)展活動(dòng)，并留意在活動(dòng)中準(zhǔn)時(shí)修改方案。這樣的活動(dòng)既活潑了課堂氣氛，又讓每個(gè)學(xué)生都有了親身體會(huì)。在此根底上，教師再引導(dǎo)探究波的傳播過程中的規(guī)律。③律。④通過學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生明確波動(dòng)與振動(dòng)的聯(lián)系和區(qū)分。波的圖象①正確的物理圖景，同時(shí)提高學(xué)生的抽象思維力量。②初學(xué)時(shí)并不簡(jiǎn)潔理解，開頭時(shí)可借助波的圖象與某一時(shí)刻橫波的外形相像，幫助學(xué)生進(jìn)展理解。③刻的波形在同一畫面中呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生生疏波的時(shí)間和空間周期性，生疏波的傳播方向、某時(shí)刻的波形與該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向三者之間的關(guān)系。波長、頻率和波速①多媒體動(dòng)畫課件來幫助學(xué)生生疏波長。②種說法：A．在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰〔或者波谷〕之間的距離等于波長B．在縱波中，兩個(gè)相鄰密部〔或者疏部〕之間的距離等于波長C．經(jīng)過一個(gè)周期，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長。③.另外，還要區(qū)分波的傳播速度和每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度。波的衍射和干預(yù)件是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。①片進(jìn)展講解。突出試驗(yàn)中觀看到的現(xiàn)象，幫助學(xué)生從中歸納出結(jié)論。②試驗(yàn)現(xiàn)象。③什么,兩列波相遇會(huì)怎樣.做好繩波試驗(yàn),要求學(xué)生觀看這兩列波相遇前、相遇時(shí)和相遇后消滅的狀況，留意觀看波的外形變化，然后組織學(xué)生爭(zhēng)論并最終結(jié)合課本得出波的疊加原理。④ 的頻率一樣時(shí)，疊加的結(jié)果就會(huì)消滅穩(wěn)定的“干預(yù)圖樣”。⑤ 逐步深入的分析爭(zhēng)論，提醒其特征和產(chǎn)生條件。多普勒效應(yīng)① 動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂觀性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。② 關(guān)于多普勒相應(yīng)的解釋，應(yīng)把握以下幾點(diǎn)：的頻率；聲源與觀看者相對(duì)靠近，在單位時(shí)間內(nèi)，觀看者所接收到的頻率大于聲源發(fā)出的頻率；出的頻率；第六節(jié)惠更斯原理念和用惠更斯原理對(duì)波的反射規(guī)律和折射規(guī)律來進(jìn)展解釋。受學(xué)問的力氣。五、教學(xué)資源繩波演示試驗(yàn)橫波演示器縱波演示器水波衍射試驗(yàn)水波干預(yù)試驗(yàn)蜂鳴器試驗(yàn)以及局部試驗(yàn)過程的視頻資料六、課時(shí)構(gòu)造第一節(jié)波的形成和傳播1課時(shí)其次節(jié)波的圖象1課時(shí)第三節(jié)波長、頻率和波速2課時(shí)第四節(jié)波的反射和折射1課時(shí)第五節(jié)波的衍射1課時(shí)第六節(jié)波的干預(yù)1課時(shí)第七節(jié)多普勒效應(yīng)1課時(shí)機(jī)械波高考題分類解析河北裴成明.本文就2023年高考對(duì)波動(dòng)問題的考察進(jìn)展歸類解析.一、對(duì)波長的多解的考察例1〔2023年全國卷Ⅱ〕一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A.t=0時(shí)，平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x=0.15m處的質(zhì)元位于y=A處.該波的波長可能等于〔〕A.0.60m B.0.20m C.0.12m D.0.086m解析：由于波沿正方向傳播，且x=0處質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故此時(shí)波形圖為正弦函數(shù)圖象，則λ=0.12m，C項(xiàng)正確；當(dāng)n≥2時(shí)，

n=0時(shí)，λ=0.60m，A項(xiàng)正確；當(dāng)n=1時(shí)，，D項(xiàng)錯(cuò).則此題的正確答案為AC.渡的空間分布狀況找出波長的表達(dá)形式，進(jìn)一步進(jìn)展?fàn)幷?二、對(duì)波的圖象的考察例2〔2023年全國卷Ⅰ〕一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，周期為T，t=0時(shí)刻的波形如圖1所示.此時(shí)平衡位置位于x＝3m處的質(zhì)點(diǎn)正在向上運(yùn)動(dòng)，假設(shè)a、b兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置的坐標(biāo)分別為，則〔 〕a質(zhì)點(diǎn)處在波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)恰在波谷時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)在某一時(shí)刻，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的位移和速度可能一樣4m，t＝0x=3m.將整個(gè)波形圖向左平移1.5m時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰，此時(shí)b質(zhì)點(diǎn)正好在平衡位置，與t=0時(shí)刻平衡位置在7ma質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí)，b質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置并向上振1m，即波傳播時(shí)，a的振動(dòng)狀態(tài)與t=0時(shí)刻平衡位置在3.5m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)一樣即處在平衡位置上方并向y軸正方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)；將圖象整體向左平移3m，即波傳播 時(shí)，b的振動(dòng)狀態(tài)與平衡位置在9.5m處和1.5m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)狀態(tài)一樣，即處在平衡位置上方并向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，C對(duì)；a、b質(zhì)點(diǎn)相隔3m，即相差 ，速度相同的質(zhì)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在半周期內(nèi)才會(huì)消滅，故D錯(cuò).所以此題的正確答案為C..高考物理以力量測(cè)試為主導(dǎo)，考察考生對(duì)根底.三、對(duì)波的圖象和振動(dòng)圖象的綜合考察例3〔2023年江蘇卷xt=0時(shí)刻的波形如圖2甲所示.圖甲中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象如圖2乙所示.質(zhì)點(diǎn)N的振幅是m，振動(dòng)周期為s，圖乙表示質(zhì)點(diǎn)〔從質(zhì)點(diǎn)K、L、M、N中選填〕的振動(dòng)圖象.該波的波速為m/s.=2.0T=4A=0.8t=0時(shí)刻該質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置向上振動(dòng)，甲圖波形圖中，波向x軸正方向傳播，則L質(zhì)點(diǎn)正在平衡位置向上振動(dòng)，波速四、對(duì)波速、波長以及頻率關(guān)系的考察例4〔2023年海南卷〔球中間有孔都套在固定的光滑豎直桿上.某次有感地震中觀看到靜止的振子開頭振動(dòng)4.0s后，單擺才開頭搖擺.此次地震中同一震源產(chǎn)生的地震縱波和橫波的波長分別為10km和5.0km，頻率為1.0Hz.假設(shè)該試驗(yàn)室恰好位于震源的正上方，求震源離試驗(yàn)室的距離.解析：地震縱波傳播速度為：地震橫波傳播速度為：震源離試驗(yàn)室距離為s，有：，解得：五、對(duì)聯(lián)系實(shí)際的問題的考察例5〔2023年重慶卷某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s.一種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成〔圖3〕.在一次地震中，震源地在地震儀下方，觀看到兩振子相差5s開頭振動(dòng)，則〔〕P先開頭振動(dòng)，震源距地震儀約36kmP先開頭振動(dòng)，震源距地震儀約25km