2. 波速与波长、频率的关系第二课时教学设计

机械波的产生与传播教学设计

一、教材分析

本章《机械波》是在《机械振动》的基础上讲述波的基本知识。波是一种比较重要而普遍的运动形式，是后续电磁波、光波的基础。《波的形成与传播》一节是《机械波》的第一节，学好这一节的内容对后续课程波的描述、波的图象、波的各种特性至关重要，起着承上启下的作用。波是一种比较抽象的运动形式，是高中物理教学中的难点之一，本节教材对学生的理解能力、空间想象和逻辑推理能力及联系实际能力有较高的要求，它需要学生能想象出多个质点同时又不同步的运动从整体上形成波的（空间传播）情景。

二、重点、难点和疑点分析

教学重点：横波的形成与传播过程的规律。

教学难点：质点振动和波传播的关系。

教学疑点：波传播的是什么？

本节课的重点和难点都是“波的形成和传播过程”，整节课都必须围绕这个中心来展开教学。如果学生理解了“波是怎样形成和传播的”，那么这节课已经成功了一大半；假如通过这节课学生还是无法理解“波是怎样形成和传播的”，那么无论如何这堂课是失败的。

三、教学目标：

1、知识目标：

（1）理解波的形成与传播。知道产生机械波的条件。

（2）知道横波和纵波，知道波峰和波谷，密部和疏部。

（3）知道机械波，理解机械波传播振动形式，传递能量和信息。

2、能力目标：

（1）通过波动模型的建立过程，提高学生的抽象想象能力。

（2）根据对机械波模型的分析判断，提高分析推理能力。

3、情感目标：

（1）从波的形成过程中，体会个体与整体的关系，明确个体动作要服从整体动作，培养学生的集体主义精神。

（2）通过观察波的形成过程，体验科学美感，陶冶学生的审美情操。体验大自然各种波动的自然美感。

四、教学方法设计：

本节课采用实验观察法。在教学中通过演示实验、动画模拟实验及多媒体课件创设形象化的动态情景并提出相关系列问题。要求学生观察、研究和总结得出结论并能回答相关问题以达到教学的目标要求。在教学中渗透问题探究式学习，充分体现以学生为主的现代教学理念（教师只是起引导作用）。

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五、教学过程设计：

1、提出问题，引入课题：

提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？

提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？

提问：绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？

2、观看绳波的形成与传播动态课件并回答相关问题（学生为主的问题探究式的现代教学理念在此充分体现）

活动：探究绳波的形成与传播特点

（1）如果手不做左右振动，绳子处于什么状态？

（2）手向左抖动一次和向右抖动一次，你看到什么现象？

（3）手连续左右抖动，你看到了什么现象？

（4）软绳一端的振动是怎样传到绳的另一端的？绳上有标记的点怎样运动？随波前进吗？

（5）手以不同频率和不同幅度连续左右抖动，绳子的形状有什么区别？

（6）为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的呢？

（观察动画模拟实验，把绳分成很多小段，每一个小段可以看做一个质点，得出质点之间有相互作用力引起的）

3、新课教学

（1）思考：什么是机械波？机械波形成的条件是什么？

机械波：机械振动在介质中的传播称为机械波．

波源——保持持续振动的物体或质点（内因）

介质——能够传播波的物质（外因）

产生条件：同时存在振源和介质．

机械振动是产生机械波的必要条件. 机械波不能在真空中传播. （2）机械波的传播特点：

以绳波为例，分析机械振动如何才能形成机械波以及获得机械波在传播过程中的特点规律。引导学生可把绳子看作由许许多多个质点组成的，各个质点间存在有相互的作用力。并把本节课要求学生应掌握的知识目标和能力目标以问题的形式展示给出。

（1）介质中前面的质点带动后面质点振动，后面的质点重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后些

。

（2）介质中各个质点在各自的平衡位置上下往复运动，质点本身并不随波迁移。 （3）介质中各个质点都做受迫振动，其起振方向、周期、频 率、振幅都和波源相同。

（4）波向前传播的是振动形式、能量。

（5）机械波在同种介质中是匀速传播的。

（6）振源振动一个周期，波向前传一个完整波形。

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（7）振源停止振动，波可以继续向前传播。

4、横波与纵波

按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波. 掌握了横波的形成与传播规律和特点后，接下来通过观看纵波的传播过程（可结合纵波演示器再次演示），让学生了解纵波与黄波的区别。并知道机械波可分为横波与纵波两种类型以及波峰和波谷、密部和疏部概念。

（本课件的观看用了十多分钟时间）

5、引导总结分析：机械振动与机械波的区别与联系

机械振动：研究的是单一质点的振动过程。

机械波：研究的是多个质点的同时振动过程。而多个质点的同时振动不一定能形成机械波。

多个质点的同时振动有三种情况：

（1）同时同步。给人整体感觉到动作整齐一致性的统一美。

（2）同时不同步且没有规律，杂乱无章。

（3）同时不同步但有一定规律：离振源比较远的质点振动时间依次滞后。即离振源比较近的质点带动离振源比较远的质点依次做受迫振动。给人感觉到动作．．的和谐美、统一美。（在此可结合高一学习的受迫振动特点说明在波动过程中，介质中各个振动的振动周期和频率相同，由振源决定的与介质无关）

机械波在传播过程中，质点并不“随波逐流”，传播的不是质点本身，而是质点的运动形式（传播是运动的信息），通过“波动”这种特殊的运动方式把运动的“信息”和“能量”往外传播。（说明波能传播信息）

6、生活中的波

声波在空气中传播时是纵波. 地震波既有横波又有纵波．

水波是椭圆波，中学阶段当做横波

7、巩固与练习：

在基本完成教学任务后，通过几个题目，来检验学生对本节课内容的掌握程度。

例1.日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？

例2、2008年5月12日我国发生了震惊世界的四川汶川特大地震灾害，在党中央领导下全国人民众志诚城，迎难而上迅速展开气壮山河的抗震救灾工作，谱写了感天动地的英雄凯歌，地震波中既有纵波，又有横波，而且由地壳传播时纵波速度大于横波速度．在汶川地震时，当地居民感受的振动应该是怎样的？

1、关于机械波的形成，下列说法中正确的是：

A、物体做机械振动,一定产生机械波

B、介质中的质点不随波一起发生迁移，只是在平衡位置附近振动；

C、机械波传播的是机械振动这种运动形式；

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D、介质中各质点的振动周期是相同的。

2、关于振动和波的关系，正确的说法是：

A、振动是波的成因,波是振动的传播

B、振动是单个质点呈现的运动现象,波是许多质点联合起来呈现的运动现象. C、质点的振动速度就是波的传播速度；

D、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止。 8、课后作业

完成教材P24练习与评价

六、板书设计

一、机械波的形成与传播

1、机械波的形成条件：（1）振源（2）能传递振动的介质

二、

波的纵波

1、横波

2、纵波

三、机械波

1、机械波：振动在介质中传播。

2、波是传递能量的一种形式。

机械波的传播是运动方式的传播，在传播过程中能传递能量和信息四、机械振动与机械波的区别与联系。

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