第十二章机械波第一节波的形成和传播.docx

第十二章机械波第一节波的形成和传播教学目标：（一）知识与技能1、掌握机械波的形成过程及波传播过程的特点；2、了解机械波的分类；3、明确机械波的产生条件及其传播特征。（二）过程与方法分析沿绳传播的波，理解横波的形成是关键，要充分利用图解和模拟装置认识波的形成是振动在介质中的传播，波传播的是振动形式，传递能量和信息。（三）情感、态度与价值观体会个别和整体的关系，感受形象思维在物理学习中的重要作用。教学重点：波的形成过程的分析。教学难点：准确理解质点振动和波传播的关系。教学方法：演示法，启发式，讨论式教学用具：软橡胶绳（含小钢珠）、多媒体课件教学过程：（一）引入新课图片展示抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播（激发兴趣，引出课题）在这个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式一一波动，请同学们再举出几个有关波的例子。（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。）学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。（二）新课教学1、波的形成和传播演示橡胶绳一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动。现象看到一列凸凹相间的波形(振动形式)向绳子的另一端传去，这就是机械波(给出学生波的直觉感受)。让学生观察在绳子上的任意一个位置的小钢珠，手拿绳子一端上下振动。提问同学们看到了小钢珠如何运动？会不会向绳的另一端移动？现象小钢珠在其平衡位置附近做上下振动，而不会向绳的另一端移动。教师：既然沿波的传播方向各个质点在其平衡位置附近依次振动，又不迁移，那么机械波又是怎样形成的呢？引导学生阅读教材，一起分析波的形成原因。回顾上一章简谐运动的知识，熟悉振动方程。课件演示：波的形成与传播讨刻脑点O12345678910n12O,<T0T/8).o_.4T3T8XT/2C-)5T8()3T/4(-)7T8()T(T9T/8(吗_05T4(I_11T/8(、)3T/2()_一_（I）可以将绳分成许多小部分，每一部分看作质点。（2）在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。（3）由于外来的扰动，在绳中的某一质点会引起振动，首先振动的这个质点称为波源。（4）由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为振源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播。（5）沿波的传播方向，介质中各质点依次开始振动，距离波源愈近，愈先开始振动。距离波源愈远,振动愈滞后，于是形成凹凸相间的波形沿绳传播。2、横波和纵波演示用螺旋弹簧纵波演示器进行演示，首先使金属球沿着弹簧的方向左右振动，让学生仔细观察现象。提问弹簧上会出现什么现象？学生：弹簧上各部分发生周期性的压缩与拉伸，一会儿变密，一会儿变疏，疏密不均的状态在弹簧上自左向右传播。教师：这也是机械波，即形成一列疏密相间的波，其波源是振动的金属球，介质是弹簧。（演示和挂图）分别演示绳波和弹簧波，让学生仔细观察和比较介质中各质点的振动方向与波的传播方向的区别，通过绳波挂图和螺旋弹簧纵波挂图，给出波的分类及相关概念。质点的振动方向与波的传播方向图片展示敲击音叉，产生声波。提出问题空气中的声波是纵波还是横波？空气中的声波是怎样形成的呢？教师：引导学生阅读教材有关内容，了解空气中的声波的形成过程。3、机械波教师：通过前面的演示实验，我们看到，沿波的传播方向各个质点在其平衡位置附近依次振动，并不随波迁移，那么机械波传播的是什么呢？分析：绳上和弹簧上的波是在绳和弹簧上传播的，水波是在水中传播的，声波通常在空气中传播。绳、弹簧、水、空气等是波借以传播的物质，叫做介质。机械振动在介质中的传播过程就是机械波。所以，机械波传播的是机械振动的形式。提出问题：振动起来的物体具有能量，那么，在介质中本来静止的质点，随着波的传来，开始振动起来，这说明了什么？学生：说明它获得了能量。提出问题：质点获得的能量是从哪里来的？学生：是从波源传递来的。教师：所以波在传播振动的同时，也将波源的振动能量传递出去。波是传递能量的一种方式。总结：机械波的实质是：传播振动的一种形式。传送能量的一种方式。即依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。提出问题：（1）从波的形成来分析，波动与振动有何联系？学生：振动是波动的成因；波动是振动在介质中的传播。（2）波动与振动有何区别？（课件演示，横波的传播，引导学生得出如下结论）振动是单个质点在其平衡位置附近做往复运动的“个体行为”；波动则是大量彼此相连的质点将波源的振动在空间传播的“群体行为”。（三）课堂反馈1 .关于振动和波的关系，正确的说法是（）A.有机械波必有机械振动B.有机械振动必有机械波C.振源的振动速度和波的传播速度是一样的D.沿波的传播方向上，离波源越远的质点振动越滞后2 .关于波下列说法正确的是（）A.质点振动方向总是垂直于波传播的方向B.波在传播的过程中，沿波的传播方向上的介质质点依次做受迫振动C.如果振源停止振动，在介质中传播的振动也立即停止D.物体做机械振动，一定产生机械波3 .一列简谐横波沿弹性绳向X轴正方向传播，某时刻在绳上形成如图所示的波形，绳上1,2,3,4各点离X轴（平衡位置）的距离相等，在这些质点中，加速度和质点1相同的点是，速度和质点1相同的点是4 .如图所示为波源开始振动后，经过一个周期的波形图，设介质中，质点的振动周期为T,则下列说法中正确的是（）A.若M点为波源，则M点开始振动时，方向向上B.若M点为波源，则P点已经振动了3T/4C.若N点为波源，则P点已经振动了3T/4D.若N点为波源，则该时刻P点动能最大5 .A、B、C、D、E、F、G是一条绳上的七个点，当绳子的A端振动时，向右形成如图所示的绳波。此时波刚传到G,则波源A的开始振动的方向为,且A己振动了T,绳上的C点己振动了To6 .如图所示，是某绳波形成过程的示意图，质点1在外力作用下垂直直线方向做简谐运动，带动2、3、4.各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端.已知t=0时，质点1开始向上运动，t=Z时，1质点到达最上方，5质点开始向上运动，问：4I）I23456789IO11121314151617181920rUt1.jT19I、UL2D1«ISIg?IF1?T（l）t=工时，质点8、12、16的运动状态（是否运动、运动方向）如何？23T（2）t=巳一时，质点8、12、16的运动状态如何？4（3）t=T时，质点8、12、16的运动状态如何？（四）课堂小结机械振动在介质中的传播过程就是机械波O根据质点的振动方向与波的传播方向的关系，将波分为横波和纵波。机械波传播的是机械振动的形式。波在传播振动的同时，也将波源的振动能量传递出去。波是传递能量的一种方式。（五）布置作业1 .完成“问题与练习”中的题目。2 .以小组为单位探讨在地震中如何利用波动知识避险自救。（六）课后反思注重问题为主线，注重从学生己有的机械振动的知识出发，从身边的现象出发引导学生发现问题，进而解决问题。注重学生为主体，让全体学生利用数学的知识，逐渐建构机械波的形成，循序渐进，在形成过程中,逐渐体会机械波传播振动形式，传播信息和能量。同时，在教授知识的同时，为学生传递地震防灾小知识，小窍门，做到学以致用。