2024-2025學(xué)年高中物理第十二章機(jī)械波3波長頻率和波速教案1新人教版選修3-4

PAGE1-振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像教學(xué)目的:學(xué)問與技能:知道振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的區(qū)分與聯(lián)系，知道波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系。知道用振動(dòng)圖像能表示波動(dòng)中某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律。過程與方法:通過教學(xué)，駕馭由波的傳播方向推斷質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向（或由質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向推斷波的傳播方向）的方法。知道波動(dòng)圖像隨時(shí)間改變，知道畫后某一時(shí)刻波動(dòng)圖像的方法情感看法與價(jià)值觀:通過感悟，使學(xué)生獲得對振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像的正確相識，通過分析、探討、總結(jié)等學(xué)習(xí)活動(dòng)，培育學(xué)生酷愛物理學(xué)習(xí)的情感和主動(dòng)參加、相互協(xié)作的學(xué)習(xí)精神。教學(xué)重點(diǎn):振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的區(qū)分和聯(lián)系的教學(xué)教學(xué)難點(diǎn):波動(dòng)圖像的橫軸表示各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置的理解、波動(dòng)圖像隨時(shí)間的改變關(guān)系、波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向的關(guān)系的理解重點(diǎn)與難點(diǎn)的突破方法:本次課學(xué)習(xí)的振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的比較，是振動(dòng)和波動(dòng)學(xué)問綜合性較強(qiáng)的地方，學(xué)生往往簡單把兩種圖像混淆，因此，在教學(xué)中應(yīng)聯(lián)系兩種圖像的形成過程、圖像的改變狀況、及各個(gè)物理量的改變規(guī)律進(jìn)行比較教學(xué)；再通過例題的教學(xué)，加深對兩種圖像的區(qū)分的理解并應(yīng)用于解題中。t/st/s012345-5y/cm圖1教學(xué)過程：一、學(xué)問回顧：多媒體投影圖1（振動(dòng)圖像）老師：圖1是什么圖像？x/mx/m01245-5y/cmv圖2老師：從圖像中能獲得哪些信息？學(xué)生：從圖像中能獲得的信息是：周期、振幅、隨意時(shí)刻的位移、加速度方向、振動(dòng)方向。多媒體投影圖2（波動(dòng)圖像）老師：圖2是什么圖像？學(xué)生：是波動(dòng)圖像。老師：從圖像中能獲得哪些信息？學(xué)生：從圖像中能獲得的信息是：振幅、波長；該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移、加速度；已知波的傳播方向可確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之，已知各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，可確定波的傳播方向。老師：從這兩個(gè)圖像看，兩個(gè)圖像的形態(tài)相同，它們有什么區(qū)分嗎？二、新課教學(xué)：老師：振動(dòng)圖象和波的圖象從圖形上看好象沒有什么區(qū)分，但事實(shí)上它們有本質(zhì)的區(qū)分。同時(shí)，兩個(gè)圖像之間也有相互聯(lián)系的地方。多媒體投影振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像比較的表格老師：兩個(gè)圖像的形態(tài)怎樣？學(xué)生：兩個(gè)圖像的形態(tài)相像，都是按正弦規(guī)律（或余弦規(guī)律）改變老師：兩個(gè)圖像的橫軸各表示什么？學(xué)生：振動(dòng)圖像的橫軸表示時(shí)間，波動(dòng)圖像的橫軸表示個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。老師：請同學(xué)們思索：兩個(gè)圖像的探討對象有什么不同呢？播放多媒體視頻：振動(dòng)圖像的描畫老師：振動(dòng)圖像的探討對象是什么？學(xué)生：做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)。播放多媒體視頻：波動(dòng)圖像的描畫、演示：橫波的形成。老師：波動(dòng)圖像的探討對象是什么？學(xué)生：波動(dòng)圖像是以參加波動(dòng)的全部質(zhì)點(diǎn)為探討對象的。老師：可見，振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的探討對象不同。同學(xué)們請思索：振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像有怎樣的物理意義？學(xué)生：（在老師的引導(dǎo)下回答）振動(dòng)圖像描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移隨時(shí)間的改變規(guī)律；波動(dòng)圖像反映的是在某同一時(shí)刻介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移。老師：可見，振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的物理意義也不同。前面我們已經(jīng)知道，振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像為我們供應(yīng)的物理信息也不同。老師：振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像會(huì)保持原來的形態(tài)不變嗎?多媒體播放振動(dòng)圖像的改變老師：振動(dòng)圖像的改變有什么規(guī)律？學(xué)生：隨著時(shí)間的延長，圖線往后延長演示：機(jī)械波的改變老師：波動(dòng)圖像的改變有什么規(guī)律？學(xué)生：（在老師的引導(dǎo)下回答）波動(dòng)圖像隨時(shí)間沿波的傳播方向平移，一個(gè)周期移動(dòng)一個(gè)波長的距離，故波動(dòng)圖像經(jīng)過一個(gè)周期，重復(fù)一次原來的形態(tài)。老師：可見，兩個(gè)圖像隨時(shí)間的改變規(guī)律也是不同的。振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像有這多區(qū)分的地方，那么，它們有聯(lián)系的地方嗎？（提示：振動(dòng)圖像描述單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律，而波動(dòng)中的每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都是做振動(dòng)的，那么，振動(dòng)圖像與波動(dòng)圖像的聯(lián)系在……）學(xué)生：振動(dòng)圖像可以表示波動(dòng)中某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)規(guī)律例題：如圖所示，分別為一列橫波在t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖像和在x=6cm處質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻起先計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖像，求：（1）由振動(dòng)圖像指出質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期、振幅和波的傳播周期，在t=4s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向。（2）求這列波的傳播速度和傳播方向。（3）分析，圖示時(shí)刻以后，x=3cm處的質(zhì)點(diǎn)和x=5cm處的質(zhì)點(diǎn)那個(gè)先回到平衡位置y/cm5y/cm5-5x/cm246810y/cm05-5246t/st/10-2s80兩個(gè)圖像的比較表比較內(nèi)容比較內(nèi)容波動(dòng)圖象振動(dòng)圖象圖象形態(tài)0xyv0ty各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置時(shí)間橫坐標(biāo)介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)（整體）一個(gè)質(zhì)點(diǎn)探討對象反映某一時(shí)刻介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移組成的波形反映某一個(gè)質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移隨時(shí)間的改變規(guī)律物理意義振幅、波長；該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移、加速度方向；已知波的傳播方向可確定該時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然。振幅、周期；任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移、加速度方向、振動(dòng)（速度）方向；圖象供應(yīng)的物理信息圖象沿傳播方向平移λ/4原圖象延長T/4圖象的改變（T/4后的圖象）0tyTx0yvλ拍很多人做廣播操的一張照片拍一個(gè)人做廣播