【教案】波的形成+教案-2022-2023學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)

.1波的形成〖教材分析〗本節(jié)主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容是機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播。機(jī)械波可以分為橫波和縱波，知道他們的特征。能夠通過(guò)單一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，聯(lián)想到多個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同步的連續(xù)振動(dòng)。教師講解工程注意學(xué)生的體驗(yàn)，通過(guò)播放錄像和動(dòng)畫等途徑，豐富課堂內(nèi)容。并注意從能量的觀點(diǎn)來(lái)分析機(jī)械波的形成過(guò)程?！冀虒W(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)〗物理觀念∶知道波的形成條件和分類?？茖W(xué)思維∶能夠理解波的起振過(guò)程，體會(huì)多個(gè)質(zhì)點(diǎn)不同步的振動(dòng)。科學(xué)探究：通過(guò)觀察和分析橫波和縱波的產(chǎn)生過(guò)程，知道兩者的區(qū)別于聯(lián)系?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任∶通過(guò)做一做活動(dòng)，從波的形成過(guò)程中，體會(huì)個(gè)體與整體的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的集體主義精神。〖教學(xué)重難點(diǎn)〗教學(xué)重點(diǎn)：理解橫波的產(chǎn)生過(guò)程，知道個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式。教學(xué)難點(diǎn)：波傳播的是振動(dòng)形式和信息?！冀虒W(xué)準(zhǔn)備〗長(zhǎng)繩，彈簧和音叉等?！冀虒W(xué)過(guò)程〗一、新課引入在藝術(shù)體操的帶操表演中，運(yùn)動(dòng)員手持細(xì)棒抖動(dòng)彩帶的一端，彩帶隨之波浪翻卷。彩帶上的波浪向前傳播時(shí)，彩帶上的每個(gè)點(diǎn)也在向前運(yùn)動(dòng)嗎？播放彩帶舞蹈視頻。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)彩帶的運(yùn)動(dòng)分析，引導(dǎo)學(xué)生從運(yùn)動(dòng)的角度分析。發(fā)現(xiàn)彩帶并沒(méi)有變長(zhǎng)，也沒(méi)有移動(dòng)。但是給人的感覺(jué)又好像是有什么東西在移動(dòng)。讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突。釋疑：彩帶上的波浪翻卷實(shí)際是振動(dòng)在彩帶上傳播的結(jié)果。振動(dòng)的傳播稱為波動(dòng)，簡(jiǎn)稱波。問(wèn)題：思考：繩波究竟是怎樣形成的呢？繩上的波浪向前傳播時(shí)，繩上的每個(gè)點(diǎn)也在向前運(yùn)動(dòng)嗎？二、新課教學(xué)（一）波的形成演示：觀察繩波的產(chǎn)生和傳播如圖取一條較長(zhǎng)的軟繩，用手握住一端拉平后。動(dòng)作一：?jiǎn)为?dú)向上抖動(dòng)一次。動(dòng)作二：?jiǎn)为?dú)向下抖動(dòng)一次動(dòng)作三：連續(xù)向上、向下抖動(dòng)長(zhǎng)繩動(dòng)作四：在繩上做個(gè)紅色標(biāo)記，連續(xù)向上、向下抖動(dòng)長(zhǎng)繩。觀察：在波傳播的過(guò)程中，這個(gè)標(biāo)記怎樣運(yùn)動(dòng)？它是否隨著波向繩的另一端移動(dòng)？通過(guò)動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，再次展示以上過(guò)程，同樣可以觀察到紅色標(biāo)記只是上下振動(dòng)，沒(méi)有隨波逐流。思考：為什么會(huì)這樣？用慢動(dòng)作來(lái)講解波的形成：開始時(shí)繩子靜止所有質(zhì)點(diǎn)都在平衡位置，相鄰質(zhì)點(diǎn)存在彈力，當(dāng)波源最先向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)二又帶動(dòng)與之相鄰的質(zhì)點(diǎn)三，經(jīng)過(guò)波源到了最大位移，此時(shí)振動(dòng)傳到了質(zhì)點(diǎn)四，他開始向上運(yùn)動(dòng)，就這樣經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，波源回到了平衡位置。波傳播到了質(zhì)點(diǎn)八的位置。不難看出，任一個(gè)質(zhì)點(diǎn)被前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)所帶動(dòng)，一次傳遞運(yùn)動(dòng)形式。這就形成了波。動(dòng)畫演示：波的形成過(guò)程通過(guò)這個(gè)動(dòng)畫很容易就能看出來(lái)，如果把其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)標(biāo)上顏色，再讓波繼續(xù)振動(dòng)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)質(zhì)點(diǎn)只是在自己的位置往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其實(shí)他和波源的振動(dòng)形式是一樣的。所以傳播但是振動(dòng)形式和能量，而質(zhì)點(diǎn)不會(huì)隨波遷移。做一做：團(tuán)體操表演波浪——學(xué)生展示一組學(xué)生手挽手排成一行，從左邊第一位同學(xué)開始，周期性地下蹲、起立，依次帶動(dòng)旁邊的同學(xué)重復(fù)他的動(dòng)作，只是后邊的一位總比前邊的一位稍遲一點(diǎn)點(diǎn)。這樣就會(huì)看到凹凸相間的波沿著隊(duì)伍傳播開來(lái)，而每個(gè)學(xué)生的位置并沒(méi)有移動(dòng)。運(yùn)動(dòng)會(huì)上的團(tuán)體操表演常常用這種辦法來(lái)表現(xiàn)波浪。通過(guò)這個(gè)活動(dòng)，讓學(xué)生親自體會(huì)“隨波逐流”的含義。（二）橫波和縱波1.繩波——橫波通過(guò)動(dòng)畫觀看繩波。在動(dòng)畫中觀察到在繩波中的能量向右傳播，每個(gè)點(diǎn)都是在上下振動(dòng)的，振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，這種被稱作橫波。橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。特征：凸起部分最高處叫波峰，凹下部分的最低處叫波谷。所以橫波的傳播過(guò)程中就會(huì)看它以波峰過(guò)和波谷的形式向前傳播。除了橫波之外還有另外一種波。演示：觀察彈簧形成的波將一根長(zhǎng)而軟的彈簧水平放置在光滑平面上，在左端沿彈簧軸線方向不斷推、拉彈簧，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中觀察到，彈簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右傳播，在彈簧上形成一種與橫波不一樣的波。問(wèn)題：這種波又是如何形成的呢？用慢動(dòng)作來(lái)講解波的形成：前面的質(zhì)點(diǎn)依次帶動(dòng)后面的質(zhì)點(diǎn)左右振動(dòng)，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位總比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)落后一些。這樣，彈簧一端左右振動(dòng)的狀態(tài)就沿彈簧傳播開來(lái)。從整體上看，就形成了疏密相間的波。這個(gè)最密的位置叫做密部，而這個(gè)最疏的位置叫做疏部。我們把這種波稱為縱波?？v波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。特征：質(zhì)點(diǎn)分布最密的位置叫作密部，質(zhì)點(diǎn)分布最疏的位置叫作疏部?？v波除了這種彈簧波，還有最熟悉的聲波。聲波是縱波。聲波傳入人耳，使鼓膜振動(dòng)，就引起聲音的感覺(jué)。聲波不僅能在空氣中傳播，也能在液體、固體中傳播。橫波與縱波的異同點(diǎn)橫波縱波定義質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。描述波峰、波谷密部、疏部共同點(diǎn)①質(zhì)點(diǎn)都是在復(fù)波源的振動(dòng)②質(zhì)點(diǎn)的周期頻率和起振方向都與波源相同③質(zhì)點(diǎn)都不隨波的傳播而發(fā)生遷移（三）機(jī)械波你一定見(jiàn)過(guò)，在平靜的水面投入一塊石頭，激起水波蕩漾。播動(dòng)琴弦振動(dòng)的琴弦會(huì)帶動(dòng)空氣振動(dòng)形成聲波。抖動(dòng)一根柔軟的繩子，就會(huì)看到凹凸相間的繩波，你有沒(méi)有想過(guò)他們是怎么形成的呢？如果沒(méi)有石頭落入水中，水面是平靜的，也就沒(méi)有水波?，F(xiàn)在投入一塊兒石頭，使得這個(gè)位置的水上下振動(dòng)，帶動(dòng)周圍水面形成了水波，很顯然波是需要一個(gè)源頭的，也就是波源。那有了是不是就一定會(huì)有波呢？如果把你丟到月球上演奏吉他，就會(huì)發(fā)現(xiàn)其他人都聽不到，是不是會(huì)很傷心？聰明的小伙伴說(shuō)，這不就是因?yàn)闆](méi)有空氣嗎？對(duì)了，盡管有了吉他這個(gè)波源，但是因?yàn)闆](méi)有空氣作為介質(zhì)，聲音一樣傳不出去，所以波的形成不但要有還要有介質(zhì)。1.介質(zhì)波借以傳播的物質(zhì)2.機(jī)械波∶機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播3.常見(jiàn)的機(jī)械波∶水波、聲波、繩波、地震波都是機(jī)械波4.產(chǎn)生機(jī)械波的條件∶①有波源————產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)、提供能量②有介質(zhì)——傳遞振動(dòng)形式和能量5.波不但傳遞能量，而且可以傳遞信息。注意∶有振動(dòng)不一定存在波，有波一定存在振動(dòng)。做一做有一盆平靜的水，上面漂著一片小紙屑。用筆尖輕點(diǎn)水面，觀察產(chǎn)生的水波。使筆尖周期性地輕點(diǎn)同一處水面，觀察水波的傳播和紙屑的運(yùn)動(dòng)。課堂練習(xí)某繩波形成過(guò)程的示意圖。質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)其余各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次上下振動(dòng)，把振動(dòng)從繩的左端傳到右端。已知t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1開始向上運(yùn)動(dòng)；時(shí)，1到達(dá)最上方，5開始向上運(yùn)動(dòng)。（1）時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？（2）時(shí)，質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？（3）t=T時(shí),質(zhì)點(diǎn)8、12、16的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何？解：（1）質(zhì)點(diǎn)8向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12、16還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)。（2）質(zhì)點(diǎn)8向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12向上運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)（3）質(zhì)點(diǎn)8向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)12向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)16向上運(yùn)動(dòng)〖板書設(shè)計(jì)〗3.1波的形成1.波∶振動(dòng)的傳播稱為波動(dòng)，簡(jiǎn)稱波。2.波的形成∶有波源振動(dòng)，有傳播的介質(zhì)3.橫波∶質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。波峰、波谷。4.縱波∶質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。密部、疏