沪科版3-4《机械波》教材分析

物理课标分析作业教育学院姓名：马振学号：2010251535沪科版3-4机械波教材分析马 振这一章主要是对波进行研究学习，从波的成因到机械波的有关参数。这一章中最重要的一点就是如何从图像上得到有关波的各项参数，还要求能过绘制波的图形。关于波的反射、折射、衍射和干涉都是比较重要的内容，重在理解。在本章末的多普勒效应是声波的一个实际的运用，掌握其中的物理原理。第一节 机械振动的传播一、 三维目标1知识与技能：（1）知道直线上机械波的形成过程（2）知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部 （3）知道机械振动在介质中的传播，形成机械波知道波在传播运动形成的同时也传递了能量2.过程与方法通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波3.情感态度与价值观学习机械波使学生能解释生活中的现象，培养科学态度二、 重点与难点教学重点：机械波的形成过程及描述；教学难点：机械波的形成过程及描述。三、 教学内容1. 本节重点是理解形成机械波的物理过程；学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动，并不随波迁移。知道横波和纵波的区别是波形不同，横波有波峰、波谷，而纵波有疏部和密部认真分析下列问题：（1）机械波能离开媒质向外传播吗?不能。机械波一定要依赖媒质才能传播，若没有媒质，相邻质点间的相互作用就不能发生，前一个质点就不能带动后一质点振动，所以振动形式无法传播出去。（2）日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢人石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?不能。向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去。这是表面现象，实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动。2.机械波的产生条件（1）机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波（2）机械波的产生条件：振源和介质。振源产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。介质传播振动的媒质，如绳子、水。3.机械波的形成过程4.波的种类：按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。（1）横波的定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，叫起伏波。如图3波形所示。（2）纵波的定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。第二节 机械波的案例分析教学目标1学习综合应用机械波形成和传播的规律分析解决实际问题。2理解机械波与机械振动的联系，明辨两种图像的区别。 3理解机械波的传播方向与质点振动方向的关系，学会在波形图中由其中一个方向推理出另一个方向。二、重点与难点教学重点：理解机械波与机械振动的联系，明辨两种图像的区别教学难点：理解机械波的传播方向与质点振动方向的关系三、 教学内容地震中不同性质的机械波机械波在同一均匀介质中时_传播的，可用s=vt处理有关问题；据题意横波传来可以使_振动，纵波传来可以使_振动；（3）利用s=vt和两列波传来的时间差列方程计算；2. 从波的图像和振动图像上检索关于振动和波的相关信息3. 机械波的多解问题第三节 惠更斯原理 波的反射与折射一、 三维目标知识与技能(1)知道波传播到两种介质交界面时会发生反射和折射。(2)知道波发生反射时，反射角等于入射角，反射波的频率、波速和波长都与入射波相同。(3)知道波发生折射是由于波在不同的介质中速度不同，知道折射角与入射角的关系。2.过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。3.情感态度与价值观（1）通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活，探索知识的能力。（2）通过学习惠更斯原理，体会物理学家研究物理现象时极为巧妙的思维方法二、教学思路通过波面和波线的概念教学，是学生学会确定波面和波线；并向学生介绍子波的概念和惠更斯原理；用惠更斯原理推导波的反射定律和波的折射定律；这样教学的目的在于是学生开阔视野，了解科学家研究物理现象的极为巧妙的思维方法。通过例题和练习，使学生熟练掌握入射角、反射角、折射角和折射率的概念和反射定律和折射定律，并会应用解题。三、 重点与难点教学重点：观察和理解波的反射和折射现象。教学难点：理解波发生反射时的频率、波速和波长都不改变，而波发生折射时，频率不变，但波速和波长会发生变化。四、 教学内容1.相关概念：波面、波前和波线：（1）向各个方向传播的波峰（或波谷） 在同一时刻构成的，叫做波面。（2）图中与各个波面垂直的线叫波线，用来表示波的传播方向。2.相关概念：子波源和子波 惠更斯原理介质中波前上的各点，都可以看做一个新的波源（子波源），能够发出子波；其后，这些子波的包络面就是新的波面，这就是惠更斯原理。3.波的反射（1）入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内；（2）反射角等于入射角。4.波的折射（1）波从一种介质射入另一种介质时，传播的方向会发生改变，这种现象叫做波的折射。（2）入射波的波线与平面法线的夹角i叫做入射角。折射波的波线界与界面法线之间的夹角r叫做折射角。（3）在波的折射中遵循下列规律：折射波与入射波的频率相同；折射波和入射波的波速和波长不同在波的折射中，入射角1和折射角2之间有下述关系。第四节 多普勒效应三维目标1知识与技能（1）知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。（2）知道观察者接收到的频率与波源发出的频率的区别。（3）知道波源与观察者之间相互靠近(远离)时，接收频率大于(小于)发出频率。（4）了解多普勒效应的一些应用。2过程与方法（1）通过了解多普勒效应，提高学生对波的认识水平。（2）通过多普勒效应形成过程的分析，提高学生的分析、推理能力。3情感、态度与价值观培养学生树立理论联系实际的观念。二、重点与难点教学重点：知道什么是多普勒效应。知道波源与观察者间相对运动时,观察者接受到的频率与发射频率的关系。教学难点：理解多普勒效应的形成过程。三、教学内容学生的水平不同、兴趣不同、发展需要不同，因此必须建立可供学生选择的平台，通过网页上不同对话框，创设不同的情境，给学生提供不同的选择。在多样化的情境中，学生选择最能吸引自己的题目，从不同的角度切入主题，主动、有意义地学习，完成对新知识的建构，同时发展能力。1. 当汽车或火车向我们驶来时，我们听到它们发出的声音的音调变得更高了。当汽车或火车向我们远去时，我们听到它们发出的声音的音调变得更低了。声音变尖锐音调变高频率变大2. 在多普勒效应中，波源的频率是不改变的，只是由于波源和观察者之间有相对运动，观察者接受到的频率发生了变化。3.当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。4.多普勒效应是波动过程共有的特征，不仅机械波，电磁波和光波也会发生多普勒效应 5. 多普勒效应的应用