高中物理第十二章机械波第1节波的形成和传播教案新人教选修.docx

第一节 波的形成和传播物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教材分析：本节内容是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十二章第一节波的形成与传播。本节内容是在学习了机械振动的基础知识后编排的，可以说波的教学是以振动为基础的，也是振动知识的深化和延伸。波动是高中物理的一个难点，主要是因为它需要学生想象多个质点同时又不同步的运动，从整体上看，形成波在空间的传播。这对学生的理解力和空间想象力有较高的要求。本节课是本章教学的重难点，更是本章后续知识学习的基础，具有十分重要的地位与作用。学习它要用到以前学过的运动学和动力学的知识，又是对前面机械振动的进一步深化和应用，又要与后面要学习的电磁振荡、电磁波、光波有很多的共同规律及特征，故这部分内容起着承前启后的作用。学情分析： 本节课所涉及的波的内容与实际生活联系紧密，学生已经能够在生活现象中表面上认识波动现象，但是在理论上对波动的形成条件、传播特点还不了解。高二的学生通过初中、高中一年多的物理学习，已经具备了一定的从现象中观察分析能力与实验能力，但是对波传播过程这种较复杂的运动形式进行抽象的思维和空间的想象仍有较大困难。设计思想：本节课的教学设计中努力遵循教育部颁发的普通高中物理课程标准中倡导的“促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考”的教学理念。在课堂教学中以问题为主线，倡导情景设置、生生交流，在自主、合作、探究的氛围中，引导学生自己提出问题，努力促使学生成为一个研究者。对于波，学生并不陌生，但波是如何产生的？又是怎样传播的？传播中有哪些特点？学生可能一知半解，本设计从简单的事实（水波）举例，设疑激趣引导学生，让学生积极参与、思考、探究，发挥自已的想像力和观察力，通过对日常生活中观察到的现象分析、总结，进而设计可行的实验，体验实验，归纳现象，总结特点来揭示波的形成特点和传播特点，在教学过程中轻松的突出重点，突破难点，有效的达成教学目标，使学生在获取基础知识与基本技能的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。教学目标：（一）物理观念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）科学思维、科学探究分析沿绳传播的波，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）科学态度与责任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：丝带、软绳、软弹簧、音叉、多媒体课件教学过程：（一）引入新课演示抖动丝带的一端，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）绳子一端固定，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）。在绳子上的任意一点系上一圈红布或者用红墨水涂上一圈（要让学生能明显观察到红色标志），手拿绳子一端上下振动。提问同学们看到了有红色标志的点如何运动？会不会向绳的另一端移动？现象有红色标志的点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。课件演示：波的形成与传播（1）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 演示敲击音叉，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）课堂小结机械振动在介质中的传播过程就是机械波。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