鲁科版选修(3-4)第1节《波的形成和描述》教案

最新鲁科版选修(3-4) 第 1 节波的形成和描述教案形成和传播教学目标（一）知识目标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4、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（二）能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神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教学用具1、演示绳波的形成的长绳；2、横波、纵波演示仪；教学步骤引入新课我们已学习过机械振动, 它是描述单个质点的运动形式, 这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式机械波。1、机械波的产生条件是什么？演示水波：教师用幻灯机做实验：使平静的水面振动, 会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去, 形成水波。演示绳波：用手握住绳子的一端上下抖动, 就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去 , 形成绳波。以上两种波都可以叫做机械波。教师提问：水波离开水能看到上面的现象吗？绳波离开绳行吗？学生回答：不行。教师提问：当振动停止后我们又看到了什么现象？学生回答：传出去的仍然在传播, 以后水（绳）都静止不动了。请学生总结：（教师可引导）(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。1 / 27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。2、机械波的形成过程（用课件把绳波的运动展示）(1) 介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成, 可以想象为 ( 图 1 所示 )(2) 机械波的形成过程：由于相邻质点间力的作用,当介质中某一质点发生振动时, 就会带动周围的质点振动起来, 从而使振动向远处传播。例如：图2 表示绳上一列波的形成过程。图中1 到 18各小点代表绳上的一排质点 , 质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t 0)各质点的位置 , 这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动 , 设振动周期为 T, 则第二行表示经过了 T 4 时各质点的位置 , 这时质点 1已达到最大位移 , 正开始向下运动；质点2的振动较质点1 落后一些 , 仍向上运动；质点 3更落后一些 , 此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过了T 2 时各质点的位置 , 这时质点1 又回到平衡位置 , 并继续向下运动, 质点4 刚到达最大位移处 , 此时振动传到了质点 7。依次推论 ,第四、五、六行分别表示了经过3T 4、和 5T 4 后的各质点的位置 , 并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。教师讲解后 , 请学生讨论机械波在传播过程中的特点：3、对机械波概念的理解(1) 机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；(2) 当介质发生振动时 , 各个质点在各自的平衡位置附近往复运动, 质点本身并不随波迁移 , 机械波向外传播的只是机械振动的形式( 演示横波演示器 ) ；(3) 波是传播能量的一种方式。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 ),2 / 27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。如图4 波形所示。举例：声波是纵波 ,其中：振源声带, 介质空气、液体、固体。声波在空气中的传播速度大约为：340m/s；声波在水中中的传播速度大约为：1500m/s；声波在钢铁中的传播速度大约为：5000m/s；地震波既有横波又有纵波。其中横波和纵波的传播速度不同。水波既不是横波也不是纵波, 叫做水纹波。同步训练：1. 关于机械波的概念, 下列说法中正确的是（）A 质点振动的方向总是垂直于波传播的B 简谐波沿长绳传播, 绳上相距半个完整波形的两质点振动位移的大小始终相等C 任一个振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个完整的波形D 相隔一个周期的两时刻, 简谐波的波形相同2下列有关机械振动和机械波的说法中正确的是（）A某物体做机械振动 , 它周围的介质中就一定产生机械波B波源停止振动后 , 已形成的机械波仍能在介质中继续传播C机械波传播的只是机械振动的形式和能量, 参与波动的质点不随波迁移D振动是变速的, 波动是匀速的思考题机械振动与机械波的关系?小结：机械波的概念,机械波的产生条件,波的种类3 / 27布置作业： 26 页问答与练习1,2 必做 ,3 题选做板书设计：12.1 机械波(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。（ 3）波的种类：横波和纵波教后记：第二节波的图象教学目标：知识目标 ： 1. 理解波的图象的物理意义及简谐波的概念2能根据波的图象, 确定各质点的振动方向3. 知道波的图象与振动图象的区别能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神4 / 27重点、难点 ： 波的图象的物理意义及应用教学步骤新课导入： 过去我们研究的是一个质点的运动情况 , 波却是一个质点很多质点的运动。为了表示这么多质点在同一时刻的运动情况 , 图像是一个很有用的工具。这节课我们来研究布偶的图像 ,师 : 下面请同学们观察横波形成的过程及纵波形成过程 , 之后试画出横波波形图和纵波波形图 .横波演示：利用横波演示仪进行 , 老师先演示一遍 , 再请学生来做体验过程纵波演示：利用纵波演示仪进行 , 老师先演示一遍 , 再请学生来做体验过程老师引导学生分析指点离开平衡位置的位移以及想想生活中的合影照的样子启发学生画出波的图像生：画图师 ; 展示学生画图 , 带领学生找特点 , 补充不足 , 进行总结。进行板书【板书】一、波的图象 波动特点：波在传播过程中 , 同一时刻各质点的空间位置分布不同 , 如图所示 , 虚线表示各质点的平衡位置 , 图中也反映了该时刻各个质点偏离平衡位置的位移。波的图象（波形图或波形曲线）：物理意义：描述同一时刻各质点偏离平衡位置的位移, 即同一时刻各质点的空间位置分布情况。描述方法：平面直角坐标系横坐标（ X）：表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置纵坐标（ Y）：表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移 , 规定在横波中位移的方向向上为正 , 向下为负图象形式：正弦曲线（余弦曲线）yx简谐波：波源作简谐运动形成的波叫简谐波, 波形图是正弦（或余弦）曲线【板书】二、波的图象的应用：已知波的传播方向 , 确定质点的振动方向例 某时刻一列简谐波的图象如图所示 , 若波向右传播 , 试确定该时刻各质点的振动方向 , 若波向左传播 , 该时刻各质点的振动方向如何？yb向右传播yb向左传播acxacxdfdfee5 / 27已知质点的振动方向 , 确定波的传播方向例 某时刻一列简谐波的图象如图所示 , 该时刻质点 A 的振动方向向下 , 试确定该波是向右传播还是向左传播 , 若该时刻质点 A 的振动方向向上 , 该波的传播方向如何？yAA 向下振动 ,波向左传播xA 向上振动 ,波向右传播已知某时刻 t的波形图 , 求作 t+t 时刻的波形图例某时刻两列简谐波的图象如图所示, 分别向右、向左传播, 试作出该时刻后 T/4 、T/2 、 T 后的波形图。 ( 答案略 )y向右y向左xxyyxxyyxxyyxx【板书】三、波的图象与振动图象的区别：图象振动图象波的图象比较相同点都是正弦 ( 余弦 ) 曲线研究单个质点连续介质 ( 无数个质点 )对 象不研究质点在振动过程中位移随时间某一时刻连续介质中各质点的同内 容的变化规律空间分布点图象图象随时间起点的选择而不同图象随时刻的选择而不同变化例题 4、一列简谐横波 , 在 t=0 时波形如图 7 8 所示 ,P 、Q两点的坐标分别为-1m、 -7m, 波的传播方向由右向左 , 已知 t=0.7s 时 ,P 点第二次出现波峰 , 则：此波的周期是多少？此波的波长是多少？当t=1.2s 时 P 点的位移？从t=0 到 t=1.2s 质点 P 的路程是多少？6 / 27思路分析：由 t=0 时刻的波形图由右向左传播可知：以后每个质点开始振动时应向上振动, 而波传播到 P 点需半个周期 , 当 t=0.7s 时,P 点第二次出现波峰 , 可见 P 点在 0.7s 内完成了次全振动 , 则可求得波的周期。质点在一个周期内的路程是4A。解：由分析可知：T=0.7T=0.4s 。由波的图象可知： =4cm由分析可得： x=0由分析可得： s=1.5 4A=1.542=12cm同步训练1一列横波沿绳子向右传播,某时刻形成如图所示的凸凹形状,此时绳上 A 、B、C、 D、E、F 六个质点（）BA.它们的振幅相同ACFB.其中 D、 F 速度方向相同DC.其中 A、 C 速度方向相同ED. 从此时算起 ,B 比 C 先回到平衡位置2一列波在介质中向某一方向传播,如图所示为此波在某一时刻的波形图,并且此时振动只发生在 M 、 N 之间 ,并知此波的周期为 T,Q 质点速度方向在波形图中是向下的 ,下面说法中正确的是（）A.波源是 M,由波源起振开始计时 ,P 点已经振动时间 TP波源是 N,由波源起振开始计时 ,P 点已经振动时间 3 TQB.N4MC.波源是 N,由波源起振开始计时 ,P 点已经振动时间 T4D. 波源是 M,由波源起振开始计时 ,P 点已经振动时间 T 43如图 10 12 所示 , 为一列简谐波在某一时刻的波形图 ,以下判断正确的是（ ）A. A 、C 两点的振幅相同B. B 点此时的振动方向一定沿 y 轴正方向C. A 、C 两点的位移相同D. 在同一振动图象中画出的 A 、 B 两质点的振动图线完全一样4如图 1013 所示为简谐波某时刻的波形图,图上 a 点和 b 点表示两质点在该时刻的位置 ,它们的 y 坐标绝对值相同。对此两质点,下列判断正确的是（）yyb0Ox-y 0ayAEBFODxC7 / 27A. 该时刻位移相同B. 该时刻加速度相同C. 该时刻速度方向相同D. 该时刻加速度方向相同课堂小结：1 知识上本节我们学习了波的图象2 方法上利用图像特点解决问题的方法。布置作业 ：p28 问答与练习 2、3 必做 ,4 题选做板书设计：2 波的图像一、波的图象四、 同步训练二、波的图象的应用：例例 2例 3例 4小结三、波的图象与振动图象的区别教后记 :第三节：波长、频率和波速教学目标（一）知识目标1、 掌 握 波 长 、 频 率 、 波 速 的 物 理 意 义；2、能在机械波的图象中识别波长；3、掌握波长、频率和波速之间的关系,并会应用这一关系进行计算和分析问题；（二）能力目标: 培养学生阅读材料、识别图象、钻研问题的能力8 / 27教学重点 : 波长、频率和波速之间的关系教学难点 : 波长、频率和波速之间的关系教学方法 : 讨论、分析、讲授教学用具 : 横波演示器教学步骤一、引入新课教师用计算机幻灯（PPT）展示简谐横波的图象, 如图所示：教师提问：=0、 =0.1 、=0.2 、=0.3 、=0.4 、=0.5 、=0.6 这些质点的振动方向如何？请学生回答。学生回答：=0 向下振动；=0.1 速度等于 0；=0.2 向上振动；=0.3 速度等于 0；=0.4向下振动；=0.5速度等于0；=0.6 向上振动教师提问：在这些质点中振动相同的是哪些点？学生回答：=0=0.4 向下振动、=0.2=0.6向上振动、=0.1=0.3=0.5 速度等于 0。教师提问：在以上三组相同中又有什么不同呢？学生回答：前两组的质点的振动是完全相同, 后一组有不同的。教师提问：振动完全相同指什么？学生回答：指：质点的位移、回复力、加速度、速度都相同。教师提问：相邻的振动完全相同的质点间的水平距离都相等吗？请学生讨论。教师可在教室里指导个别学生, 并与学生讨论学生提出的问题。教师总结：这就是波长 , 用表示 , 单位是米教师板书：一、波长：在波动中, 对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离, 叫波长1、单位：米2、符号表示：教师提问：设波源的振动频率（周期）是, 则波传播的频率和周期是多少？学生回答：也是教师提问：为什么？请学生讨论9 / 27教师总结：因为每个质点都在做受迫振动, 所以每个质点的振动频率或周期也是。教师用横波演示器给学生讲解：经过一个周期, 振动在介质中的传播的距离等于一个波长；经过半个周期, 振动在介质中的传播的距离等于半个波长；经过四分之一个周期, 振动在介质中的传播的距离等于一个波长的四分之一。教师板书：二、总结出波长、频率和波速的关系：三、应用例题：如图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线. 经 0.5s后 , 其波形如图中虚线所示设该波的周期大于 0.5s （ 1）如果波是向左传播的 , 波速是多大 ?波的周期是多大 ?（ 2）如果波是向右传播的 , 波速是多大 ?波的周期是多大 ?分析：根据题意, 这列波的周期大于0.5s, 所以经过 0.5s 的时间 , 这列波传播的距离不可能大于一个波长. 当波向左传播时, 图中的波峰1 只能到达波峰2, 而不可能向左到达更远的波峰 . 当波向右传播时, 图中的波峰1 只能到达波峰3, 而不可能向右到达更远的波峰.已知传播的时间为 0.5s, 由图可以知道波的传播距离, 由公式就可以求出波速. 由图可以知道波长, 由公式就可以求出周期解：1、如果波是向左传播的, 从图可以看出, 虚线所示的波形相当于实线所示的波形向左移动了 6cm(个波长 ), 由此可求出波速为 0.12m/s波的周期为：2.00s10 / 272、如果波是向右传播的, 从图可以看出, 虚线所示的波形相当于实线所示的波形向右移动了 18 cm(个波长 ), 由此可求出波速为=0.36m/s波的周期为：0.67s波动问题的多解性：波在传播过程中由于时间上的周期性、空间上的周期性、及传播方向的双向性是导致波动问题的多解性的原因,若加限定条件 ,可使无限解转化为有限解或唯一解,具体表现在：波的传播方向不确定必有两种可能解波形变化时间与周期关系不确定必有系列解波形移动距离与波长关系不确定必有系列解例 : 一列波在t1 时刻的波形图如图中的实线所示,t2 时刻的波形图如图中的虚线所示,已知t=t 2- t 1=0.5S,求这列波可能的波速？若波速为68m/s ,这列波向哪个方向传播？y/cm5o2 46810 12 14x/cm-5向右： V=4(4n+1), 向左： V=4(4n+3)向左例 : 如图 ,一根张紧的水平绳上有相距14m 的 a、 b 两点 ,b 点在 a 点的右方 ,当一列简谐波沿此绳向右传播时位于平衡位置,若 a 点处于波峰位置时,b 点恰处于平衡位置,且向下运动 ,经过1.00 秒后 ,a,且向下运动,而b 点恰处于波谷位置,求这列波可能的波速？(V=14(4n+1)/(4k+3)ab同步训练1由原点 O 处的波源发生的一列简谐波沿x 轴正向传播 ,在 t=0 时刻的波形曲线如图 1025 所示 ,已知这列波的质点P 连续出现两次波峰的时间间隔为0.4s,则（）y/cm11 / 272PQO12345678910x/m-2A.这列波的波长为5cmB.这列波的传播速度为10m/sC. 当 t=0.7s 时 ,质点 Q 第一次到达波峰D. 质点 Q 到达波峰时 ,质点 P 恰好到达波谷2如图10 26 所示为一简谐波在t1=0 时刻的波的图象,波的传播速度v=2m/s,质点 M 在平衡位置上 ,求从 t1=0 到 t 2=2.45s 这段时间内 ,质点 M 通过的路程和位移各多大？y/cmy50-5M0.40.10.3x/mABO20x/m4060803如图10 27 所示 ,A 、 B 一列简谐横波中的两点,某时刻 ,A 正处于正向最大位移处,另一点B 恰好通过平衡位置向-y 方向振动。已知A 、 B 的横坐标分别为xA=0,x B =70m, 并且波长 符合不等式： 20m 80m , 求波长 .四、小结：波长、频率、波速及关系五 、作业： p31 与练习 2、3 必做 ,4 、5 做板书设计 ：一、波长：在波动中, 对平衡位置的位移总是相等的两个相邻质点间的距离, 叫波长1、单位：米2、符号表示：二、周期：1、单位：秒 (S)2、符号： T三 、频率：1、单位：赫兹 (Hz)2、符号： f教后记：12 / 27第四节波的反射和折射教学目标（一）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。（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。（三）情感、态度与价值观通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活,探索知识的能力。教学重点1、波的反射和折射现象。2、知道波的反射和折射现象中折射角与入射角及反射角的关系。3、理解波发生折射时的频率、波速和波长都不改变。13 / 27教学难点用波的反射和折射现象解决实际问题。教学方法自学辅导法教学用具：水波槽 ,长木板和厚玻璃板各一块教学过程（一）引入新课情景一位演员在山中唱山歌,歌声缭绕不断。提出问题为什么会产生上述现象？学生讨论分析上述实事中：演员发出的声波传到山崖时 ,会返回来继续传播 ,使我们听到回声 ,这属于声波的反射现象。思考：水波在传播过程中遇到障碍物时,能不能产生反射现象呢？做演示实验：在水波槽的装置中,把一根金属丝固定在振动片上。a让振动片开始振动,金属丝将周期性地触动水面,形成波源。观察到的现象：在水面上从波源发出一列圆形水波。b在水槽中放一块长木板,让波源发出圆形波,观察水波遇到长木板后发生的现象。观察到的现象：从波源发出的圆形波遇到长木板后,有一列圆形波从长木板反射回来。教师：波的反射现象中遵循哪些规律呢？这节课我们就来学习有关的内容。（二）进行新课1波面和波线教师：引导学生阅读教材32、 33 页有关内容 ,思考问题：（ 1）什么是波面？什么是波线？（ 2）对于水波和空间一点发出的球面波为例,如何理解波面和波线？14 / 27学生：阅读教材,思考问题。投影出示圆形波的照片。介绍什么是波面和波线：（ 1）照片中的圆形是朝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惠更斯原理教师：引导学生阅读教材33 页有关内容 ,思考问题：（ 1）惠更斯原理的内容是什么？（ 2）以球面波为例 ,应用惠更斯原理解释波的传播。学生：阅读教材 ,思考问题。3波的反射教师：引导学生阅读教材34 页有关内容 ,体会用惠更斯原理对波的反射过程的解释。学生：阅读教材。教师：用多媒体出示右图。结合图形讲解、总结：（ 1）入射波的波线与平面法线的夹角i 叫做入射角。（ 2）反射波的波形与平面法线的夹角i 叫做反射角。（ 3）在波的反射中 ,遵循下述规律：反射角等于入射角反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。试一试：解释现象（ 1）夏日的雷声轰鸣不绝（ 2）在空房子里讲话 ,声音较响15 / 27（ 3）讲演时听到声音发出后还能持续一段时间现象一：夏日的雷声有时轰鸣不绝,原因是声波在云层里多次反射形成的。现象二：在空房间里讲话,会感到声音更响,是因为声波在普通房间里遇到墙壁、地面、天花板等障碍物发生反射时,由于很近 ,回声和原声几乎同时到达人耳,而人耳只能区分开相差 0.1 s 以上的两个声音.所以在房间里听不到回声,只会感到声音比在野外大些。现象三：讲演厅内听到声音发出后还能持续一段时间,是由于声波在室内传播时,要被墙壁、天花板、地板等障碍物反射,每反射一次都要被障碍物吸收一些,这样 , 当声源停止发声后 ,声波在室内要经过多次反射和吸收,最后才消失 , 我们就会感觉到声源停止发声后,还会持续一段时间。强化训练（ 1）为了测海的深度,一同学利用电子发声器对着海面发声,测得2.2 s 后听到回声 ,已知声音在水中的速度是1450 m/s,求此海有多深？参考答案：（ 1）解：钟表测出的时间是从声音发出的障碍物（海底）,把声音反射回来的时间,由这个时间求得的距离应除以2 才是所求的距离.海底深度s= 1 1450 m/s 2.2 s=1595 m24波的折射教师：刚才我们研究了波的反射现象,波的反射过程中反射波和入射波在同一种介质中,那么如果波由一种介质进入另一种介质时,学生会结合初中学过的光的折射现象总结猜想：发生折射现象。教师：下边我们以水波为例,来研究波的折射现象。演示实验实验准备题：要让水波从一种介质进入另一种介质,我们应如何做？我们可以在水波槽的一部分底面上放一块厚玻璃板,使槽分成两个区域：深水区（没有放厚玻璃板的区域）和浅水区（放厚玻璃板的区域）,由于水波在这两个区域的传播速度不同 ,因而可以把这两个区域看作是不同的介质。在实物投影仪上进行演示：16 / 27（ 1）在水波槽的一部分底面上放一块玻璃板,把槽分成深水区和浅水区两部分。（ 2）让水波由深水区射到两个区域的界面上,观察发生的现象。观察到的现象：看到波由深水区进入浅水区能继续传播,但是改变了传播方向。学生阅读课文,解答下列思考题（ 1）什么是波的折射？（ 2）什么叫入射角和折射角？（ 3）在波的折射中遵循什么规律？教师总结（ 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）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sinsin1 v12 v2其中 v1 和 v2 是在介质和介质中的波速。由于波速是由介质决定的,故 v1 是一个只v2与两种介质有关而与入射角无关的常数,叫做第 2种介质相对第 1种介质的折射率。用 n12表示 ,则 n12v1v2如果第2 种介质中的波速小于第1 种介质中的波速 ,波在进入第2 种介质后 ,传播方向将向法线靠拢。这与实验得到的波的折射定律一致。在水波的折射演示实验中,水波到达浅水区后,传播方向向法线靠拢,说明水波的传播速度与水深有关 ,水越浅 ,传播速度越小。强化训练17 / 27（ 1）如图所示是一列机械波从一种介质进入另一种介质中发生的现象, 已知波在介质中的波速为v1,波在介质中的波速为v2,则 v1 v2）A 12B 2 1C3 2D 2 3解析：（ 1） 1=60 , 2=45 v1sinv2sin1232本题选 C（三）课堂总结、本节课我们主要学习了一个原理、二种现象、五个概念、二条规律布置 作业：1完成 P36“问题与练习”的题目。2阅读教材后面的“科学漫步”栏目中的短文回声、混响和建筑声学。板书设计：1、 一个原理：惠更斯原理2、二种现象：波的反射和波的折射3、五个概念：波面、波线、入射角、反射角、折射角4、二条规律：波的反射规律（ 1）入射波的波线、反射波的波线和界面法线在同一平面内,反射角等于入射角。（ 2）反射波的波长、频率和波速都跟入射波的相同。波的折射规律：（ 1）入射波的波线、折射波的波线和界面法线在同一平面内。（ 2）入射角的正弦与折射角的正弦之比,等于波在第一种介质中的传播速率与在第二种介质中的传播速率之比,即：sin1v1 。sin教后记：2v218 / 27第五节：波的衍射教学目标（一）知识目标1、 知道什么是波的衍射现象和发生明显衍射现象的条件2、知道衍射现象是波特有的现象3、通过观察水波的衍射现象,认识衍射现象的特征（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。（三）情感、态度与价值观通过对现象的观察、解释、培养学生观察生活,探索知识的能力。教学重点 : 波的衍射教学难点 : 产生明显衍射现象的条件的理解教学方法 : 实验讨论法教学用具 : 水槽演示仪 ,长条橡胶管教学过程引入新课：我们向平静的湖面上投入一个小石子,可以看到石子激起的水波形成圆形的波纹,并向周围传播当波纹遇到障碍物后会怎样？请学生思考、想象、猜测（本节课就要通过对现象的观察,对其进行初步解释）19 / 27一、波的衍射1、波的衍射现象：首先观察水槽中水波的传播：圆形的水波向外扩散,越来越大然后,在水槽中放入一个不 大 的 障 碍 物 , 观 察 水 波 绕 过 障 碍 物 传 播 的 情 况 由 此 给 出 波 的 衍 射 定 义 让学生仔细观察演示现象请学生思考讨论后给出定义, 教师请学 生回答并板书波绕过障碍 物的 现象,叫做 波的 衍射引导学生观察：在水槽中放入一个有孔的障碍物,水波通过孔后也会发生同样的现象 衍 射 现 象 再 请 学 生 看 教 材 中 的 插 图 , 解 释 “绕 过 障 碍 物 ”的 含 义 2、发生明显波的衍射的条件：在前面观察的基础上,引导学生进行下面的观察：在不改变波源的条件下,将障碍物的孔由较大逐渐变小可以看到波的衍射现象越来越明显 引 导 学 生 思 考 ： 障 碍 物 的 大 小 变 化 也 会 引 起 上 述 现 象 吗 ？由此得出结论：障碍物越小,衍射现象越明显在不改变障碍物大小的条件下,使水波的波长逐渐变大或逐渐变小请学生回答是否也出现上述现象引导学生得出结论：当障碍物的大小与波长相差不多时,波的衍射现象较明显（教师板书）发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的大小比波长小,或者与波长相差不多最 后 告 诉 学 生 ： 波 的 衍 射 现 象 是 波 所 特 有 的 现 象 （ 只 有 明 显 与 不 明 显 ）二、应用请 学 生 思 考 和 讨 论 在 我 们 生 活 中 是 否 遇 到 过 波 的 衍 射 现 象 , 举 例 说 明 ：例1、俗话说：“隔墙有耳”：是声波的衍射现象, 既声音绕过障碍物到了耳朵例2、水波的衍射现象例 3、在房间中可以接受到收音机和电视信号 ,是电磁波的衍射现象三、布置作业：必做题： P38 问题与练习1、 2选做： 课时卷 3、 4、 5、6小结：波的衍射定义、现象解释教后记：20 / 27第六节：波的干涉教学目标（一）知识目标1、知道两列频率相同的波才能发生干涉现象；知道干涉现象的特点2、知道波的干涉现象是特殊条件下的叠加现象, 知道干涉现象是波特有的现象3、通过观察波的独立前进, 波的叠加和水波的干涉现象, 认识波的干涉条件及干涉现象的特征（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。（三）情感、态度与价值观培养学生观察生活 , 探索知识的能力。教学重点 : 波的叠加及发生波的干涉的条件教学难点 : 对稳定的波的干涉图样的理解教学方法 : 观察、实验讨论法、练习讲授教学用具 : 水槽演示仪 ,长条橡胶管 ,教学过程新课引入：问题 1：上节课我们研究了波的衍射现象 , 什么是波的衍射现象呢？（生：波绕过障碍物的现象）问题 2：发生明显的衍射现象的条件是什么？（生：障碍物或孔的大小比波长小 , 或者与波长相差不多）21 / 27这节课我们研究波的干涉现象, 如果同时投入两个小石子, 形成了两列波, 当它们相遇在一起时又会怎样?请学生注意观察演示实验一、波的干涉观察现象：在水槽演示仪上有两个振源的条件下, 单独使用其中的一个振源, 水波按该振源的振动方式向外传播；再单独使用另一个振源, 水波按该振源的振动方式向外传播学生总结现象结论：每一个波源都按其自己的方式 , 在介质中产生振动 , 并能使介质将这种振动向外传播找两个同学拉着一条长绳, 让他们同时分别抖动一下绳的端点, 则会从两端各产生一个波包向对方传播当两个波包在中间相遇时 , 形状发生变化 , 相遇后又各自传播（由于这种现象一瞬间完成 , 学生看不清楚 , 教师可用计算机多媒体演示）学生总结现象结论：波相遇时, 发生叠加以后仍按原来的方式传播, 是独立的1. 波的叠加：在前面的现象的观察的基础上, 向学生说明什么是波的叠加教师板书：两列波相遇时 , 在波的重叠区域 , 任何一个质点的总位移都等于两列波分别引起的位移的矢量和结合图下图解释此结论解释时可以这样说：在介质中选一点为研究对象 , 在某一时刻 , 当波源 l 的振动传播到点时 , 若恰好是波峰 , 则引起点向上振动；同时 ,波源 2的振动也传播到了点 , 若恰好也是波峰 , 则也会引起点向上振动；这时,点的振动就是两个向上的振动的叠加 ,点的振动被加强了( 当然 , 在某一时刻 ,当波源1 的振动传播到点时 , 若恰好是波谷 , 则引起户点向下振动；同时 , 波源 2的振动传播到了点时 , 若恰好也是波谷 ,则也会引起点向下振动；这时,点的振动就是两个向下的振动的叠加,点的振动还是被加强了 ) 用以上的分析 , 说明什么是振动加强的区域波源 l 经过半周期后 , 传播到 P 点的振动变为波谷 , 就会使 P 点的振动向下 , 但此时波源2 传过来的振动不一定是波谷( 因为两波源的周期可能不同), 所以 , 此时 P 点的振动可能被减弱 , 也可能是被加强的( 让学生来说明原因 )22 / 27问题：如果希望P 点的振动总能被加强, 应有什么条件 ?如果在介质中有另一质点Q,希望 Q点的振动总能被减弱, 应有什么条件 ?教师总结：波源1 和波源 2 的周期应相同2 波的干涉：观察现象：水槽中的水波的干涉对水波干涉图样的解释中, 特别要强调两列水波的频率是相同的 , 所以产生了在水面上有些点的振动加强, 而另一些点的振动减弱的现象, 加强和减弱的点的分布是稳定的详细解释教材中给出的插图, 如下图所示在解释和说明中, 特别应强调的几点是：此图是某时刻两列波传播的情况；两列波的频率( 波长 ) 相等；当两列波的波峰在某点相遇时 , 这点的振动位移是正的最大值, 过半周期后 , 这点就是波谷和波谷相遇, 则这点的振动位移是负的最大值；振动加强的点的振动总是加强的, 振动减弱的点的振动总是减弱的让学生思考和讨论, 并在分析的基础上, 给出干涉的定义：（教师板书）频率相同的两列波叠加 , 使某些区域的振动加强 , 某些区域的振动减弱 , 并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔 , 这种现象叫波的干涉 , 形成的图样叫做波的干涉图样请学生反复观察水槽中的水波的干涉 , 分清哪些区域为振动加强的区域 , 哪些区域为振动减弱的区域最后应帮助学生分析清楚：介质中某点的振动加强 , 是指这个质点以较大的振幅振动；而某点的振动减弱 , 是指这个质点以较小的振幅振动 , 这与只有一个波源的振动在介质中传播时 , 各质点均按此波源的振动方式振动是不同的问题：任何两列波进行叠加都可以产生干涉现象吗？（不可以）为什么？（干涉是一种特殊的叠加任何两列波都可以进行叠加, 但只有两列频率相同）总结：干涉是波特有的现象二、应用请学生思考和讨论在我们生活中是否遇到过波的干涉现象, 举例说明：23 / 27例 1、水波的干涉现象例 2、声波的干涉现象三、课堂小结：波的干涉现象、发生干涉现象条件四、布置作业： 完成 P41“问题与练习”的题目板书设计： 1、频率相同的两列波叠加, 使某些区域的振动加强, 某些区域的振动减弱, 并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔, 这种现象叫波的干涉,形成的图样叫做波的干涉图样2、发生干涉现象的条件：两列波频率相同教后记：第七节：多普勒效应24 / 27教学目标（一）知识目标1、使学生知到什么是多普勒效应2、使学生能用所学知识解释多普勒效应（二）过程与方法培养学生对实验的观察、分析和归纳的能力。教学重点 : 声波的概念和形成声波的条件教学难点 : 解释生活中的现象教学方法 : 自学探究、归纳教学用具 : 音叉、录音机教学过程引入：当我们站在路边,一个鸣笛汽车向我们驶来有远去,我们听到笛声音调有什么不同？生 ; 音调高低不一样。这是为什么呢？这一节我们来学习了解原因。一、阅读课文请 学 生 阅 读 课 本 的 第 41页 43 页 的 内 容 , 完 成 下 列 问 题 。二、应用问题1：什么是多普勒效应？（由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象 ,叫做多 普勒效应）问 题 2 ： 能 现 场 做 实 验 吗 ？ 请 学 生 讨 论 发 表 观 点 演示实验1 、用音叉在学生耳朵边运动2 、用录音机在教室边放音乐, 边运动问 题 3 ： 人 的 耳 朵 能 听 到 任 何 频 率 的 声 音 吗 ？ （ 不 能 ）问题 4：怎样划分呢？ (频率低于 20Hz 的属于次声波 ,频率高于 20000Hz 的属于超声波 ,人耳大约能听到20Hz 20000Hz的声波)问题5：次声波有什么用途呢？（次声波的衍射能力强,可以探知几千米以外的核试验）问题 6：超声波有什么用途呢？（声纳、B 超等）结合问题解决情况