波的形成和传播

全国中小学 教学中的互联网搜索 优秀教学案例评选 波的形成和传播 教案设计 一 教案背景 1 面向学生 中学 2 学科 物理 2 课时 1 3 学生课前准备 上网查阅相关资料 了解生活中常见机械波如声波 水波 地震波等 知道它们对生产生活 带来的影响 百度百科 机械波 声波 地震波 百度文库 通过预习知道什么是机械波 机械波分为哪几类 通过课本上绳波和弹簧波的例子了解横波和纵波是怎样形成的 二 教学课题 知识与技能目标 1 理解横波和纵波 主要是横波的形成过程 2 知道横波的波峰和波谷 知道纵波的疏部和密部 3 知道机械波传播运动形式的同时传播了能量 信息 能力与方法目标 1 通过波的模型建立 提高学生的空间想象力 2 通过对波的模型进行分析判断 提高分析推理能力 3 通过机械波形成时某个质点与介质群体质点的关系 体会个别与整体的关系 情感态度和价值观 1 乐于思考善于总结 2 逐步形成透过现象看本质的能力 3 在探索中体会到成功的乐趣 三 教材分析 本节课讨论机械波的产生和传播 学生在生活中已获取关于波的一些基本知识 也听说过 水波 声波 电磁波等名词 作为高中阶段的学习 就必须使学生进一步知道机械波是怎样产 生的以及怎样分类 波是一种重要而普遍的运动形式 从单一质点的振动到多个质点同时又不同步的振动 从 整体上看 形成波在空间的传播 而在局部看来 波形又在周期性变化 这对学生的理解力和 空间想象力有较高的要求 是高中物理教学的一个难点 第一节 波的形成和传播 是 机械 波 一章的基础 学生正确认识波的形成过程和传播规律 对于顺利学习其他各节知识有着十 分重要的意义 教学重点与难点 重难点 机械波的 形成 与 传播 即是重点也是难点 理解机械波在介质中传播时 介质中的质点只是在各自的平衡位置附近振动 并不随波向外 迁移 波传播的是振动的形式 传递的是信息和能量 机械波是机械振动教学内容的延伸和扩展 也是以后学习电磁波和光波等教学内容的重要基 础 波的形成与传播是在教材中占有承前接后的重要位置 针对如何建立机械波的概念 研究 其在传播过程中的特点 我上网查阅了大量资料 参考了很多优秀的电子教案 同时结合学生 学习的特点 从网上找到绳波和弹簧波形成过程中的慢放视频 帮助学生分解难点 观察特点 同时利用百度搜索下载的图片和 flash 动画 展示波形成过程中各个质点的运动情况 变抽象为 形象 引导学生讨论和思考 逐步领会波的形成和传播规律 四 教学方法 1 以启发式教学 建构主义为指导思想 采用了 探究式 教学 并运用多媒体辅助教学 充分 利用网络资源 优化课堂结构 提高教学效率 2 学生主要采用自主学习 合作探究相结合的学习方法 五 教学过程 一 情景导入 观看艺术体操中带操表演的视频 感受生活中的波动现象 百度搜索 视频 百度图片 情景设疑 抖动丝带的一端 产生一列凹凸相间的波在丝带上传播 在生活中同学们还有没有 见过其他的波动现象 请举例 学生列举水波 声波 无线电波 光波 地震波等 水波 声波 地震波都是机械波 无线电波 光波都是电磁波 利用超声波可以诊断疾病 无线电波可以传递信息 强大的地震波对建筑物造成巨大的破坏 只有了解波 认识波 才能 更好的利用它 并预防和减轻它造成的破坏 波是怎样形成的 有什么特点呢 这节课一起研 究机械波 二 探究学习 一 波的形成和传播 1 机械波的产生条件 演示实验 水波 教师用幻灯机做实验 用笔尖周期性的轻点同一处水面 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 演示实验 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 水波离开水能看到上面的现象吗 绳波离开绳行吗 学生 不行 教师 当振动停止后我们又看到了什么现象 学生 传出去的仍然在传播 以后水 绳 都静止不动了 学生总结 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 强调 振源 波源 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 机械波的形成及波的特点 观察绳波的慢放视频 百度搜索 慢放视频 思考讨论 一条绳子可以分成一个个小段 一个个小段可以看作一个个相连的指点 1 为什么后面的质点能被带动着运动起来 2 凹凸相间的波形是怎样产生的 学生回答 相邻的质点之间有相互作用力 前面的质点依次带动后面的质点振动 从整体上看 就形成了凹凸相间的状态向外传播 老师强调并引导 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 3 横向上相邻的质点谁振动的早 各质点的运动情况有何共同之处 4 纵向上质点做什么运动 它是否随波迁移 学生回答 横向上离得振源近的质点早运动起来 各质点的振动情况是一样的 但是不同步 纵向上质点在各自平衡位置两侧做简谐运动 质点并没有随波迁移 学生总结归纳 机械波传播的特点 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 3 波是传播能量的一种方式 二 横波和纵波 1 横波 思考 在绳波实验中 绳子中各质点的运动方向和波传播的方向有什么关系 生波在外形上有 什么特点 学生 质点上下振动 波沿绳方向传播 两者相互垂直 凹凸相间 老师 质点的振动方向和波传播方向相互垂直的波 称作横波 在横波中 凸起的最高点称作 波峰 最低点称作波谷 2 纵波 实验 弹簧波的形成和传播 百度搜索 思考与讨论 1 弹簧中的波是怎样形成的 弹簧波在外形上有什么特点 学生回答 我们把一系列弹簧圈看成一系列质点 他们之间有弹力练习者 手执弹簧圈左右振 动后 前面质点依次带动后面的质点左右振动 但后一个质点比前一个指点迟一些开始振动这 样弹簧一段左右振动的状态就沿弹簧传递开来 形成弹簧波 疏密相间 2 什么是纵波 什么是疏部 什么是密部 学生回答 质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上 这样的波称作纵波 纵波中质点分 布最密的位置称作密部 质点分布最疏的位置称作疏部 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 百度搜索 声波 三 课堂小结及板书设计 四 课堂检测 1 在一平静的湖面上漂浮着一轻木块 向湖中投入一石块 在湖面上激起水波 关于木块的运 动情况 以下正确的是 A 因为 随波逐流 木块将被推至远处 B 因不知道木块离波源的远近如何 所以无法确定木块的运动情况 C 无论木块离波源的远近如何 它都不能被波推动 最多只能在湖面上做上下振动 D 木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关 2 关于振动和波的关系 说法正确的是 A 有机械振动就一定有机械波 B 波动的频率等于介质中备质点的振动频率 C 质点的振动方向总跟波的传播方向相同 D 波的传播速度一定跟质点的振动速度相同 3 下列说法正确的是 A 质点振动方向总是垂直于波传播方向 B 只有横波的波形图才能作成正余弦曲线的形状 纵波则不能 C 波动过程是运动形式和质点由近及远的传播过程 D 如果振源停止振动 在介质中传播的波动不立即停止运动 4 下列说法中不妥的是 A 在纵波中 质点的疏部中心位移和密部中心位移均为零 B 横波中 质点在波谷时动能最小 C 纵波中 疏部中心质点动能最小 D 机械波是波的一种形式 五 课后作业 利用百度搜索查阅相关资料并完成以下两题 1 列举生活中常见的有关机械波的例子 横波 纵波各一例 简述它们是如何形成的 2 2008 年 5 月 12 日我国汶川发生里氏 8 0 级特大地震 发生地震时 从地震源传出的地震波 为什么能造成房屋倒塌 人员伤亡的事故 请用本节所学知识加以解释并查阅资料提出预防或 减少地震伤害的方案 六 教学反思 机械波的教学是在机械振动的基础上进行的 也是振动知识的深化和延伸 因此 这部分 教材的重点是波的形成过程 只有深刻理解波的形成过程 才能理解和掌握波动与其它物体运 动的区别 尤其是波在传播过程中所具有的特殊规律 因此 本节课围绕着波的形成过程这个 这个抽象的知识点 围绕着将抽象问题具体化这个思想 我的教学思路这样展开 通过网上搜 索收集到的带操表演的视频 声波 水波 地震波 超声波的视频资料和图像资料 让学生从 感性上宏观认识什么是机械波 机械波形成的条件是什么 然后同学生一起操作演示绳波和弹 簧波 让学生观察和体会波在形成和传播过程中的特点 为了使学生更清晰的观察 我利用充 分利用多媒体资源 把从网上下载的视频资源为学生慢放 回放 利用下载的 flash 动画将波形 成的过程进行分解 生动形象降低了学生理解抽象问题的台阶 使问题变得更加直观 让学生 更容易分析和讨论实验过程中的规律 从而降低了难度 整个一堂课下来 学生学习的主动性 和积极性都非常高 学习的效率有了明显的提高 但本节课有不足之处 对于一些实验可以在 老师的引导下 学生操作完成 比如绳波的形成 可以让学生抖动绳子形成一个凸波 一个凹 波 一个完整波 学生在动手的同时跟有利于调动他们学习物理的兴趣和积极性 可以引导学 生设计波的类似实验 如 人浪 实验 拓宽学生的思维深度和广度 增强学生的合作意识 七 教师个人介绍 省份 山东省 学校 青州一中 姓名 赵春磊 职称 中学二级教师 电话 18953615869 电子邮件 hello1983815 通讯地址 山东省青州第一中学 个人简介 本人 2007 年毕业于山东省曲阜师范大学 现担任山东省青州第一中学物理教师 设 计的 flash 课件 超重和失重 获山东省课件评比二等奖 潍坊市优质课一等奖等