机械波的形成与传播教学设计

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。

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？

二、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。

三、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、学生动手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）。

四、教学过程设计：

1、创设情景，引入课题：

首先让学生观看四个事先拍成录相的演示实验现象课件（水波、随风飘的旗、绳波和电磁波等四种波动情景），让学生观看后对波有个初步印象。并提出两个问题以引入本节课要完成的教学内容：

（1）波是如何形成的？

（2）波在传播过程中有哪些规律和特点？

2、新课教学

（1）实验：老师先演示两个实验（横波发生器和纵波发生器）。并提出问题：通过观察实验，你能从整体上“感觉”到什么？（感觉到往外传播的“波”）其次，由十几个学生表演实验（分三种不同情况）：一是各个动作杂乱，没有规律情况；二是各人的动作整齐一致情况；三是各人动作不整齐，但有先后之分情况。同时给出问题：三种情况的学生动作有何区别？个体的运动如何才能形成波？（引入本节课要完成的教学任务）

（2）观看机械波形成与传播动态课件（自已制作）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）

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。在观看课件之前，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。要求学生通过观看课件体会一个问题：“波动问题本质上是质点的振动问题”这句话的含义并回答。

（1）各个质点的振动彼此间有何规律？（振动依次滞后）

（2）每一个质点刚开始振动的方向是否相同？（相同）

（3）质点的振动如何才能形成波？

（4）波源完成一次全振动，波传播的距离在波形上如何体现？

（5）波动方向与质点振动方向有何关系？（教师提问，学生回答）

（6）在波传播过程中，质点是否“随波逐流？”

（7）在波动过程中，往外传播的是什么？

对于上述问题，让学生观看课件后，教师提问，由学生逐一回答解决。若不能回答，则继续观看直到掌握为至。

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）

3、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。（例：运动会上的广播操评比）

（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）

4、巩固与练习：

在基本完成教学任务后，通过三个题目，来检验学生对本节课内容的掌握程度。第一题关于机械振动与机械波的区别。第二题关于机械波的概念问题。第三题关于机械波与机械振动的综合性问题。

1、关于振动和波的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、介质中有机械波传播，其中介质质点一定在做机械振动

C、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止

D、介质中每一个质点开始振动的方向一定和振源开始振动的方向相同

2、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方向

B、横波和纵波可同时存在于介质中

C、机械波是一种特殊的运动形式，在波动过程传递能量，传递振动信息

D、横波中质点不随波迁移，纵波中质点随波迁移

3、如图所示为一列向右传播的横波在某时刻的波形图，由图可知此时刻波上质点M的速度v和加速度a的方向是（）

A、v向上，a向上

B、v向上，a向下

C、v向下，a向上

D、v向下，a向下

通过三道练习检验，学生基本能掌握波的形成与传播过程中的规律和特点。

五、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

2、机械波形成和传播过程的特点（规律）

（1）离波源比较近的质点带动离波源比较远的质点做受迫振动。介质中所有质点的振动周期一样。

（2）介质中任一质点的起振方向都相同。与振源的起振方向一致。

（3）机械波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移。只是在各自的平衡位置附近振动

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。