人教版选修34 波的形成和传播 第1课时 教案.docx

12.1 波的形成和传播一、教学目标1、知识目标：知道直线上机械波的形成过程 知道什么是横波,波峰和波谷 知道什么是纵波,密部和疏部 知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量2、能力目标：培养学生进行科学探索的能力 培养学生观察、分析和归纳的能力 培养学生的空间想象能力和思维能力二、教学重点、难点分析机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。三、教学方法实验探索和计算机辅助教学四、教具丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉五、教学过程（）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）进行新课现在学习第一节，波的形成和传播。【板书】一、波的形成和传播演示拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播；演示敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播（指明，虽然眼睛看不到波形，但它客观存在，也是疏密相间的波形）师生共同分析，得出波产生的条件：波源，介质。（为研究波的形成奠定基础）波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）【板书】实验探索发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告，进行实验探索并完成实验报告。实验目的：探索波的形成原因和传播规律实验（一），学生分组实验：每两人一条丝带（60cm左右），观察丝带上凹凸相间的波。实验步骤：（1）、将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。（2）、在丝带上每隔大约23cm用墨水染上一个点，代表丝带上的质点。重复步骤（1）。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来，振动沿丝带传播开去，在丝带上形成凹凸相间的波。思考：丝带的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？_如果将丝带剪断，后面的质点还能运动吗？_分析：丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的？_（可以参阅课本第3页）观察丝带上的质点是否随波向远处迁移？_实验（二），观察波动演示器上凹凸相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）实验步骤：（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（表示各质点都处在平衡位置）（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。（注意观察各个质点振动的先后顺序）现象：后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_，从总体上看形成凹凸相间的波。各质点的振动沿_方向，波的传播沿_方向，质点振动方向与波的传播方向_。质点是否沿波的传播方向迁移？_这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。实验（三），观察弹簧上产生的疏密相间的波。实验步骤：（1）、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。（2）、在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤（1）。观察:：红布条是否随波迁移？_说明了什么？_分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？_（类比丝带上波产生的分析方法，锻炼学生的知识迁移能力）实验（四），观察波动演示器上疏密相间的波：实验步骤：（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。现象：后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_，从总体上看形成疏密相间的波。各质点的振动沿_，波的传播沿_方向，质点振动方向与波的传播方向_。质点是否沿波的传播方向迁移？_这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。分析实验得出结论：不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波传播的是_，而不是介质本身。波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_的一种方式。【板书】1、机械振动在介质中的传播，形成机械波。2、机械波的分类：横波、纵波3、波传播的是振动形式，是振动的能量。（三）知识应用：1、课本中提到地震波既有横波，又有纵波。你能想象在某次地震时，位于震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？（从理性认识回到感性认识，实现认识的第二次飞跃）2、本来是静止的质点，随着波的传来开始振动，有关这一现象的说法正确的有：a、该现象表明质点获得了能量b、质点振动的能量是从波源传来的c、该质点从前面的质点获取能量，同时也将振动的能量向后传递d、波是传递能量的一种方式e、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止f、介质质点做的是受迫振动课堂练习：1(多选)关于机械波，下列说法中正确的是()a各质点都在各自的平衡位置附近振动b相邻质点间必有相互作用力c前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必定落后于前一质点的振动d各质点随波的传播而迁移解析：选abc波在传播过程中，由于介质中各质点之间的相互作用，离波源较近的质点带动离波源较远的质点振动，每一质点都以它的平衡位置为中心振动，波传播的只是振动形式和振动能量，介质中的质点并不随波迁移。2(多选)一列横波沿绳子向右传播，传播过程无能量损失，某时刻绳子形成如图1214所示的凹凸形状。对此时绳上a、b、c、d、e、f六个质点，下列说法正确的是()图1214a它们的振幅相同b质点d和f的速度方向相同c质点a和c的速度方向相同d从此时算起，质点b比c先回到平衡位置解析：选ad波源振动时，绳上各质点通过相互间的弹力作用跟着做受迫振动，不考虑传播中的能量损耗时，各质点的振幅均相同，选项a正确。波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动。由题图可知，波源在左端，因此，质点d跟随离波源近的质点c正向上运动，质点f跟随离波源近的质点e正向下运动，两者速度方向相反，选项b错误；同理，此时质点a正向下运动，质点c正向上运动，两者速度方向也相反，选项c错误；由于此时b、c两质点都向上运动，b比c先到最大位移处，故b比c先回到平衡位置，选项d正确。3(多选)关于振动和波动的关系，下列说法中正确的是()a振动是形成波动的原因，波动是振动的传播b振动是单个质点呈现的运动现象，波动是许多质点联合起来呈现的运动现象c波的传播速度就是质点振动的速度d对于均匀介质中的机械波，各质点在做变速运动，而波的传播速度是不变的解析：选abd机械波的产生条件是有波源和介质。介质中的质点依次振动由近及远传播而形成波，所以a、b正确；波的传播速度是波形由波源向外伸展的速度，在均匀介质中其速度不变，而质点振动的速度大小和方向都随时间周期性地发生变化，故c错误，d正确。：4下列关于横波的说法中，正确的是()a横波中，质点的振动方向一定与波的传播方向垂直b横波中，质点的振动方向也可能与波的传播方向在同一直线上c横波中，波水平向右传播，各个质点一定上下振动d能形成波峰、波谷的波是横波解析：选a横波的传播方向与质点的振动方向垂直，选项a正确，b、c错误；有波峰和波谷，但波的传播方向不一定与质点的振动方向垂直，选项d错误。5下列关于纵波的说法中，正确的是()a在纵波中，波的传播方向就是波中质点的移动方向b纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向在一条直线上c纵波中质点的振动方向一定与波的传播方向垂直d纵波也有波峰和波谷解析：选b纵波中质点的振动方向与波的传播方向虽然在一条直线上，但质点的振动方向与波的传播方向可能相同，也可能相反。在波动中，横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部，故选项b正确。6.某次地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s。一种简易地震仪由竖直弹簧振子p和水平弹簧振子h组成，如图1215所示，在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则()图1215ap先开始振动，震源距地震仪约36 kmbp先开始振动，震源距地震仪约25 kmch先开始振动，震源距地震仪约36 kmdh先开始振动，震源距地震仪约25 km解析：选a横波速度小于纵波速度，所以p先开始振动。由5，可得s36 km，则a正确，b、c、d错误。7根据如图所列的两图形，分别判断它们属于何种图形（ ） a（a）是振动图形，（b）是波动图形 b（a）是波动图形，（b）是振动图形 c都是波动图形d都是振动图形答案：b 8根据上题所示图象，确定图中a、b两质点的运动方向（ ）