2024-2025學年高中物理第十二章機械波1波的形成和傳播教案3新人教版選修3-4

PAGE1-波的形成和傳播教材依據(jù)：本節(jié)課設計依據(jù)人民教化出版社一般中學課程標準試驗教科書物理選修3-4第十二章第一節(jié)波的形成與傳播的內(nèi)容。設計思想：本節(jié)課基于對課標的理解，主要從學生體驗式參加、合作溝通、以科學探究的過程去相識波的形成過程為主線來進行課程設計。對于波，學生并不生疏，但波是如何產(chǎn)生的？又是怎樣傳播的？傳播中有哪些特點？學生可能一知半解，本設計從簡潔的事實（水波、繩波）舉例，設疑激趣引導學生，讓學生主動參加、思索、探究，發(fā)揮自已的想像力和視察力，通過對日常生活中視察到的現(xiàn)象分析、總結，進而設計可行的模擬試驗，制定方案，體驗試驗，歸納現(xiàn)象，總結特點來揭示波的形成特點和傳播特點，在體驗式教學過程中輕松的突出重點，突破難點，有效的達成教學目標，使學生在獲得基礎學問與基本技能的同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程。設計理念：本節(jié)課設計充分體現(xiàn)新課改理念，以學生為主體，老師為主導，以科學的探究方法引導學生參加教學過程，體驗教學活動，自己歸納總結學問，讓學生在體驗中總結學習，在學習中體會學問、溶化學問、進而達到理解駕馭學問。真正的將合作、溝通與探究落到實處，使三維教學目標得到有效的實現(xiàn)，使學生的學科素養(yǎng)得到有效提高。教學目標：學問與實力：知道直線上機械波的形成過程知道什么是橫波、縱波，知道波峰、波谷、疏部和密部相識波動與振動的區(qū)分理解機械波的產(chǎn)生條件及傳播特點過程與方法：通過引導學生運用科學的探究方法來相識機械波的形成過程，培育學生科學探究精神和意識通過小組合作溝通，設計試驗，體驗試驗，激勵學生的有效思維，讓學生養(yǎng)成主動參加，科學分析、推理、歸納總結、溝通與合作、學以致用的習慣和實力。情感、看法和價值觀培育學生嚴謹、求實的科學探討精神和探究精神調(diào)動學生參加教學過程的設計和組織，培育他們的學習熱忱，與他人合作的團隊精神、共同溝通、合作的意識及實踐與理論結合的探究精神教學重點：機械波概念的建立波的形成與傳播的特點波動與振動的區(qū)分和聯(lián)系教學難點：機械波的特點教學打算：多媒體、紙船、盛水盆、繩子（二人一條）、“探究波的形成和傳播規(guī)律”的試驗報告、彈簧縱波演示儀、橫波演示儀、實物展示臺教學方法：體驗式教學試驗法情境法溝通探討法視察法教學過程：教學過程學法指導及教學活動溫故知新導課T（Teacher）：我們在上一章學習了機械振動，假如我們想讓靜止在玻璃缸中紙船振動起來，該怎樣辦呢？S（Student）：干脆給小船作用力，如壓、吹等。在小船旁邊投入一大石塊，水面受到石子的撞擊，落點水便會振動起來。演示試驗：在盛水的玻璃缸中放一小紙船（用實物投影儀打在屏幕上），在小紙船旁水中投入一石塊，一會兒可看到紙船上下顛動起來。T：為什么小紙船會上下顛動起來？石塊落點處外水面上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?假如把繩子的一端固定在遠處，用手拿著另一端，向上抖動、向下抖動或上下抖動，又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?S：落點四周形成同心圓式的水波，水波帶動紙船動起來的繩子上會形成凸凹形態(tài)，會振動起來形成波的形式等(看教材圖)Q：(question)（有的學生可能會提到“波”，老師順勢引導）波，同學們心中波是什么樣的呀？他是怎樣形成的？他有哪些特點嗎？（可能回答五花八門，哪究竟哪個結論是正確的呢？今日我們一起來探討這個問題，即學習"波的形成和傳播"?！景鍟康谑聶C械波【板書】第一節(jié)波的形成和傳播新課教學【板書】一、波的形成和傳播T：除了水的顛動產(chǎn)生波形、繩波外，在日常生活中我們還看到哪些波形？S：大型文娛表現(xiàn)中團體操形成的"波浪"、五星紅旗迎風飄揚形成波形、藝術體操競賽中的彩帶形成的波形、水面上的水波、球迷組成的人浪等。T：同學們想不想體驗波呢？請同學們將自己打算的繩子拿出來，與同桌一起協(xié)作，模擬波的形成。（全體學生：同桌間演示波形，有的在桌面上、有的在地面上、有的在空中。）T：為什么會在繩子上形成波形呢？為什么會有不同的波形？波傳播的是什么呢？假如繩子斷了，后邊的還會形成波形嗎？現(xiàn)在請同學們依據(jù)所視察到的，結合老師提出的問題，主動開動腦筋，想方法來解決這一問題吧。（為了有效的達成教學目標，可以在屏幕上展示以下思索題來引導學生的有效思索和探究，或給有些小組發(fā)放打算好的試驗探究卡片1）思索題：（為了讓同學們理解起便利，我們可以將繩子分成一個個小段，一個個小段可以看成相連的質(zhì)點，參考課本P24頁圖12.1-3；同時也可以指導部分學生模擬體操波來體驗波的形成及特點）波為什么會形成？有何特點？質(zhì)點P0在外力作用下向上振動，質(zhì)點P1為何振動？后續(xù)各質(zhì)點振動與第一個P0質(zhì)點振動狀況有何區(qū)分？t=T/4、t=T/2、t=3T/4時，質(zhì)點P0、P2、P4、P5的位置在什么地方，各振動了多少時間？t=T時，振動圖象如何？各質(zhì)點所處狀態(tài)如何？后面質(zhì)點剛起先振動時，振動方向如何？和第一個質(zhì)點剛起先振動時的振動方向有何關系？質(zhì)點P0振動一個周期時，質(zhì)點P9起先振動，是不是質(zhì)點P0移動到了P9質(zhì)點所在位置？質(zhì)點P0后面質(zhì)點的振動能量從何處來？T：（從學生們的回答中，老師補充，完善）波的形成和傳播（屏幕上）：1、繩波只所以會形成，因為繩子上第一個質(zhì)點在外力作用下起先做機械振動，而繩子可視為很多連續(xù)質(zhì)點組成，相鄰質(zhì)點之間存在著相互作用力，當繩中某一質(zhì)點受到某種作用而振動時（這點叫波源），由于質(zhì)點間的相互作用會牽動鄰近質(zhì)點振動起來，這鄰近的質(zhì)點又會帶動它鄰近的質(zhì)點振動起來，這樣振動就會由近及遠地傳播出去，從而以波的形式向遠處傳播，波在傳播中有凸部和凹部。（多媒體模擬或波動演示器模擬說明）2、沿波的傳播方向上后一質(zhì)點比前一質(zhì)點運動落后，各質(zhì)點依次被前面的質(zhì)點帶動，即前質(zhì)點帶動后質(zhì)點，后質(zhì)點的起振方向與前質(zhì)點相同，依此類推，各質(zhì)點起振方向與第一個質(zhì)點的起振方向相同。（多媒體模擬或波動演示器模擬說明）3、振動的形式傳播出去形成波，但質(zhì)點并不隨波遷移。（多媒體模擬或波動演示器模擬說明）4、由于后續(xù)各質(zhì)點重復第一個質(zhì)點的振動形式，同時由他帶動后續(xù)各質(zhì)點振動，所以波傳播的是振動形式和能量。5、傳傳播的方向與各質(zhì)點振動方向垂直。（試驗探究卡片2）【板書】二、波傳播的特點1、前質(zhì)點帶動后質(zhì)點振動，后質(zhì)點總是重復前質(zhì)點的振動狀況，不隨波遷移。2、后質(zhì)點做受迫振動，故各質(zhì)點的振動T（f）由第一個振動質(zhì)點的T（f）確定3、各質(zhì)點的起振方向與第一個振動質(zhì)點振動方向相同4、各質(zhì)點在隨意時刻振動方向可理解為后質(zhì)點追前質(zhì)點5、波傳播的是第一個振動質(zhì)點的振動形成和能量T：很好，通過大家的努力，我們已經(jīng)相識了波的形成和相關特點，那同學們思索上課起先時演示的小紙船顛動的試驗，不知同學們又沒有留意視察，小紙船為什么做上下運動？（重新演示）S：小紙船相當于質(zhì)點，而質(zhì)點并不隨波遷移。T：為加強同學們對波傳播特點相識和理解，老師建議學生群體模擬波（體操波）。由10個學生組成一個小組，設計試驗、模擬、親身體會波傳播特點。（指導學生分別扮演P0、P1……P9質(zhì)點，然后由學生們依據(jù)自己對波傳播的理解來模擬，老師主動指導，讓學生在體會的同時深化學問的理解）（多媒體模擬體操波）PP0P1P2P3P4P5P6P7P8P9（說明：此活動也可以在講解波的形成時一并進行，讓學生在活動中去體會波的形成和傳播的特點，老師在活動中只要做好指導工作，并適時給學生們提出問題，讓學生在體驗中找尋問題的答案，允許學生質(zhì)疑，并用事實給學生以說明，可以協(xié)作橫波演示儀一起活動，讓學生在視察和體驗中雙重實踐中內(nèi)化學問。）T：（通過學生的體會，同學們對波有了進一步的理解）出示軟彈簧縱波演示儀演示，讓學生視察其波形和繩子上的波形有何不同。（試驗探究卡片3）S：有密的地方和疏的地方S：起振是前后的，與波傳播方向在一條直線上……T：充分確定學生的回答并賜予評價，因振動方向與傳播方向的不同來區(qū)分波?！景鍟咳M波和縱波橫波（TranSverSewave）：質(zhì)點振動方向和波的傳播方向相互垂直的波叫橫波。在橫波中凸起的最高處叫波峰（creST）凹下的最低處叫波谷(Trough)縱波(longiTudinalwave)：質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在同始終線上的波叫縱波。在縱波中質(zhì)點分布較密的部分叫密部質(zhì)點分布較稀的部分叫疏部T：（演示音叉發(fā)聲，形成聲波）聲波是何種類型的波？S：（看書、思索、探討）：聲波為縱波。緣由是音叉的叉股向一側振動時，壓縮鄰近空氣，使這部分空氣變密，叉股向另一側振時，這部分空氣又變疏，這種疏密相間狀態(tài)向外傳播，形成聲波。（多媒體模擬）T：同學們了解了橫波和縱波，能否舉出一些生活中橫波和縱波呢？S：繩波、水波是橫波，聲波、彈簧波是縱波T：聲波能在氣體、液體、固體中傳播，能不能在真空中傳播？S：不能，真空不能傳聲T：通過以上分析，請同學來結合前邊分析波的形成緣由，總結一下波產(chǎn)生的條件。【板書】四、機械波及波產(chǎn)生的條件1、波產(chǎn)生的條件a、要有介質(zhì)（繩、彈簧、水、空氣等波借以傳播波的物質(zhì)），b、要有波源（第一個振動的質(zhì)點并保持持續(xù)振動的）2、機械波：機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成了機械波。機械波傳遞的不僅有振動形式和能量，同時他還可以傳遞信息。例如聲波，電磁波、光波等。T：上面我們探討的由機械振動引起的波稱機械波，事實上還有一種波-電磁波，如收音機能收到聲音，電視機收到圖象和聲音。手機呼叫等都是靠電磁波傳播的，此內(nèi)容以后將學習，假如有愛好的同學可以自行查閱相關資料先行學習，看電磁波跟我們今日所學習的機械波有哪些區(qū)分和聯(lián)系。五：小結T：同學們，通過本節(jié)課的學習你學到了什么呢？通過本節(jié)課你有哪些收獲呢？通過學習本節(jié)課，你對老師的教學有哪些看法或建議呢？六、遷移應用下面看三個題目來檢測自己對所學內(nèi)容理解駕馭狀況（屏幕上）1、明確振動與波動的區(qū)分振動是波動的成因；波動是振動在介質(zhì)中的傳播。例：關于機械振動和機械波的關系，正確的是：（）A、有振動必有波B、有波必有振動C、有振動必有橫波D、有波不確定有振動2、如何區(qū)分橫波與縱波？（1）按質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向間的關系區(qū)分：質(zhì)點的振動方向跟波的傳播方向垂直的波是橫波，如繩波等；質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向在同始終線上的波是縱波，如聲波、彈簧波．地震波中既有橫波也有縱波．（2）橫波只能在固體中傳播，而縱波可以在氣、液、固體中傳播．例：區(qū)分橫波和縱波的依據(jù)是（）A．質(zhì)點振動的振幅和波傳播速度的大小B．質(zhì)點振動的頻率和波傳播能量的多少C．質(zhì)點振動的類別和波傳播的遠近D．質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向3、用機械波形成和傳播的特點分析機械波（1）介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期相同，同于波源的振動周期．（知波源振動便知質(zhì)點振動）（2）離波源越遠的質(zhì)點的振動越滯后，后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它振動的前一質(zhì)點的振動．（由此可推斷波的傳播方向）例：一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻繩子形成如圖10．1-1所示的形態(tài)，對此時繩上A、B、C、D、E、F六個質(zhì)點（）A．它們的幅度相同B．質(zhì)點D和F的速度方向相同C．質(zhì)點A和C的速度方向相同D．從今時算起，質(zhì)點B比C先回到平衡位置七、作業(yè)1、結合本節(jié)課的相識，完成課本P26頁課后第3題。2、思索并探討課后第1、2題3、通過各種途徑查閱有關波的學問，進一步相識波的分類及各類特點。機動練習題【經(jīng)典名題探究】考點一：縱波和橫波的概念練1、關于橫波與縱波的說法中，正確的是（）A．振源上下振動形成的波是橫波B．振源左右振動形成的波是縱波C．振源振動方向與波的傳播方向相互垂直形成的是橫波D．在固體中傳播的波確定是橫波考點二：振動與波的關系練2、關于振動和波的關系，下列說法正確的是（）A．假如波源停止振動，在介質(zhì)中傳播的波也馬上停止B．發(fā)聲體在振動時，確定會產(chǎn)生聲波C．波動的過程是介質(zhì)質(zhì)點由近及遠的傳播過程D．波動的過程是質(zhì)點的振動形式及能量由近及遠的傳播過程答案：D考點三：傳播機械波的介質(zhì)的振動特點練3、關于機械波在傳播過程中的特點，以下說法正確的是（）A．后振動的質(zhì)點總是跟著重復前一個帶動它振動的質(zhì)點振動B．在任何狀況下，全部質(zhì)點都以同樣的頻率做簡諧運動C．介質(zhì)中的各個質(zhì)點只在自己的平衡位置旁邊做振動D．機械波的傳播必需有介質(zhì)答案：ACD探究：繩波在傳播時，我們在視覺上感覺到似乎繩也向前傳播，這種感覺對嗎？不對，波是振動形式的傳播而不是質(zhì)點的傳播，各質(zhì)點在其平衡位置旁邊振動．考點四：機械波傳播的特點練4、下列關于機械波的應用說法正確的是（）A．要讓放在河中的紙船漸漸靠近河岸，可向比紙船更遠處投擲石子形成水波B．兩個在水中潛泳并且靠得較近的運動員也能利用語言溝通，是聲波在液體中傳播的應用C．宇航員在宇宙飛船里，擊打船壁能引起機械振動，但不能形成聲波D．以上說法均正確創(chuàng)設情境，激發(fā)設疑，調(diào)動全體學生關注、探究的激情演示試驗：通過試驗和計算機模擬引導視察現(xiàn)象，探究真知！允許學生自由溝通探討，適時設疑，引入新課調(diào)動學生主動思維，培育學生、聯(lián)系實際、擅長視察的好習慣學生親自參加，感受學問與實際的聯(lián)系老師也可用多媒體來模擬規(guī)范的繩波以給學生視察，協(xié)作學生操作，確定參加成果，適時提問。CAI展示思索題設疑，激發(fā)學生的探究欲望（老師提示學生，可以自學看書、思索、小組探討、試驗模擬等）同時師生合作，生生合作，在學生活動時穿插指導，設疑激趣，溝通研討，充分調(diào)動學生學習、視察的主動性學生回答探討完成后，CAI展示總結結果同學們通過看書、思索、探討，模擬波形和思索題的引導，總結、歸納波的形成和傳播，合理建模，促使有效探究小組回答，相互補充，師與生、生與生之間的有效互動，有助于發(fā)展學生評價、推斷和溝通等綜合分析實力適時激勵，進一步調(diào)動學生主動參加性強化"質(zhì)點并不隨波遷移"這個學生易理解錯的學問點！體驗式活動，小組合作溝通，設計試驗（學生群體模擬波），體驗試驗，親身參加學問形成過程，加強對“波的傳播特點”的理解和深化，提示學生從質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向比較，培育學生的視察實力。閱讀課文，給出橫波和縱波的定義學以致用，主動設置情境，加強學生對學問的理解駕馭聯(lián)系實際，深化相識引導學生總結、歸納，體驗參加式教學的成就對比引申，照看學生內(nèi)心中對電磁波的思索，留下思索空間，激發(fā)學生探究新知的愛好和愿望培育學生自我總結、歸納、反思的習慣和實力，鞏固訓練，加強學生對學問的進一步內(nèi)化，消退易混點的影響例1點撥：振動是波動的成因；波動是振動在介質(zhì)中的傳播。例2點撥：橫波和縱波是按波的傳播方向和質(zhì)點振動方向的關系來分類的例3點撥：波中各點均做受迫振動，不考慮能量損耗，各質(zhì)點幅度相同，所以選項A正確.波傳播時．離波源遠的質(zhì)點的振動滯后于離波源近的質(zhì)點的振動，并跟隨著近的質(zhì)點振動.D跟隨C正向上運動，F(xiàn)跟隨E向下運動，同理，A向下運動，C向上運動，由此可知選項B和C錯誤由于此時B和C兩點都向上運動，C到達最大位移處比B遲，C回到平衡位置也比B遲，所以選項D正確.正確選項為A和D.視察學生學問遷移運用的結果，依據(jù)反饋狀況，布置作業(yè)，加強學生對易混點的練習。練1分析：質(zhì)點上下振動或左右振動并不能說明振動方向和傳播方向的關系，所以A、B選項錯誤，C正確；橫波能在固體中傳播，但縱波也能在固體中傳播，故D錯．練2分析：考查波的傳播與質(zhì)點振動的關系．波源將振動傳給介質(zhì)后，振動這種運動形式就在介質(zhì)并由近及遠上傳播開去，當波源停振后，已形成的波會在介質(zhì)中接著傳播，波不會因振源而馬上停止，故A項錯，D正確；發(fā)聲體振動，假如沒有介質(zhì)傳播，就不會形成聲波，故B錯；波傳播的是運動形式和能量，介質(zhì)的質(zhì)點并未遷移，所以C錯.練3分析：機械波的傳播過程是振源振動形式的傳播過程，介質(zhì)中各質(zhì)點在平衡位置上下振動，不隨波遷移．介質(zhì)中各質(zhì)點距波源近的先振動，距波源遠的后振動，振動形式之所以能夠在介質(zhì)中傳播，是由于介質(zhì)之間存在相互作用力，所以B錯，A、C、D正確．練4分析：本題考查機械波的傳播特點．介質(zhì)中有機械波傳播時，介質(zhì)中的物質(zhì)并不隨波一起傳播，故A選項錯誤；由于聲波是縱波，不僅能在氣體中傳播，也能在液體、固體中傳播，故B、C正確．試驗探究卡片1：試驗探究卡片1：試驗目的：探究波的形成緣由和傳播規(guī)律試驗（一）學生分組試驗：每桌一條繩子（60cm左右），視察繩子上凹凸相間的波。試驗步驟：（1）將繩子一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖動，在繩子上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播。（2）在繩子上每隔大約2～3cm用墨水染上一個點，代表繩子上的質(zhì)點。重復步驟（1）。視察繩子上的質(zhì)點依次被帶動著振動起來，振動沿繩子傳播開去，在繩子上形成凹凸相間的波。①思索：繩子的一端振動后，為什么后面的質(zhì)點能被帶動著運動起來？_________________假如將繩子剪斷，后面的質(zhì)點還能運動嗎？___________②分析：假如手不抖動，波能形成嗎？這說明波形成須要___________繩子上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？___________________（可以參閱課本）③視察繩子的質(zhì)點是否隨波向遠處遷移？__________試驗探究卡片2：試驗探究卡片2：試驗目的：探究橫波特點試驗（二）視察波動演示器上凹凸相間的波：（因器材有限，可以老師操作，引導學生留意視察）試驗步驟：（1）逆時針轉動搖柄，演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線。（表示各質(zhì)點都處在平衡位置）（2）順時針轉動搖柄，各個質(zhì)點依次振動起來。（留意視察各個質(zhì)點振動的先后依次）現(xiàn)象：①后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點起先振動的時刻_______，從總體上看形成凹凸相間的波。②各質(zhì)點的振動沿________方向，波的傳播沿_______方向，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向___