《物理（上册）》452-1（任婷）教案 第五章 第三节 纵横波演示器-机械波 （二）

课题第三节纵横波演示器——机械波（二）课时1课时（45min）总21课时教学目标知识技能目标：了解波的衍射了解波的干涉了解多普勒效应（4）理解波的衍射和干涉的物理意义，知道它们之间的关系思政育人目标：（1）通过音叉实验，了解声音的共鸣，培养善于发现问题和解决问题的能力（2）通过学习“关于共振现象的故事”这一案例，感受古人的智慧，坚定文化自信教学重难点教学重点：衍射、干涉、多普勒效应教学难点：波的衍射和干涉的物理意义，以及它们之间的关系教学方法讲练结合法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计→→→传授新知（24min）→课堂讨论（10min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务多普勒效应【学生】完成课前任务通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望考勤（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到，清点上课人数，记录好考勤【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（4min）【教师】提出以下问题：【学生】思考、举手回答通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知（20min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识知识点波的衍射❖【教师】举例讲解波的衍射波可以绕过障碍物继续传播的现象，叫作波的衍射只有孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件。当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过该现象不明显，不易被观察到。衍射的实质，是振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。❖【学生】聆听、理解、做笔记知识点波的独立传播原理和叠加原理❖【教师】讲解波的独立传播原理和叠加原理几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，互不影响，这就是波的独立传播原理。介质的质点同时参与了这两列波引起的振动，质点的位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者用于描述波的性质，即同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。后者用于描述介质中质点的运动情况，即每个质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。❖【学生】聆听、理解、记笔记知识点波的干涉❖【教师】讲解波的干涉当频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，且振动加强和振动减弱的区域相间的现象，称为波的干涉。由波的干涉所形成的图样，叫作干涉图样。一切波都能发生干涉，干涉和衍射一样，都是波特有的现象，但当两列波相遇并叠加时，不一定能得到稳定的干涉图样。要产生稳定的干涉现象，需要满足以下条件：频率相等、相差恒定、两列波共面同线。满足上述条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。两列振幅均为A的相干波，其干涉图样中的振动加强点（区）出现在波峰与波峰相遇处或波谷与波谷相遇处，此处振幅为2A，位移在2A～0～范围内周期性变化；振动减弱点（区）出现在波峰与波谷相遇处，此处振幅为0，位移始终为0（不振动）。两波源的振动情况完全相同，某点到两波源的波程差若满足，则该点（或该点所在区域）为振动加强点（或振动加强区）；若满足，则该点（或该点所在区域）为振动减弱点（或振动减弱区），其中，1，2，3……两波源相位相反，频率和波长相同，某点到两波源的波程差若满足，则该点（或该点所在区域）为振动减弱点（或振动减弱区）；若满足，则该点（或该点所在区域）为振动加强点（或振动加强区），其中，1，2，3……❖【学生】聆听、理解、记笔记知识点多普勒效应❖【教师】讲解多普勒效应波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率不变；两者相对靠近时，观察者接收到的频率变大；两者相对远离时，观察者接收到的频率变小。由于波源和观察者相对介质运动时，使观察者感到频率变化的现象称为多普勒效应。多普勒效应是物理学研究中的重要成果之一，在交通、医学、气象、通信等方面应用广泛。1．交通应用检查机动车速度的雷达测速仪就是利用了多普勒效应。交警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波（通常是红外线），当电磁波到达目标车辆后，就会向测试仪器发射一定频率的反射波。根据反射波频率变化的多少，就能知道该车辆的速度。2．医学应用在现代医学中，可利用超声波检查心脏和血管的健康情况。这是因为血管内的血液是流动的物体，所以超声波振源与相对运动的血液间就会产生多普勒效应。血液向着声源运动时，反射波的波长被压缩，因而频率增大；血液远离声源运动时，反射波的波长变长，因而频率减小。反射波频率增大或减小的量，与血液的流动速度成正比，因此可根据超声波的频移量，测定血液的流速。除此之外，有经验的铁路工人可以由火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢；有经验的战士可以由炮弹飞行时的尖叫声，判断飞行的炮弹是接近还是远去；由在地球表面收到的遥远天体发出的光波频率，可以判断该天体相对于地球的运动速度，这些都体现了多普勒效应。【学生】聆听、理解、记笔记通过教师的讲解和演示，使学生理解力的概念、三要素、特性、力的图示。课堂讨论（10min）【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：（1）为什么在众多说话声中，仍能辨别出某个人的声音？为什么乐队在演奏交响乐时，听众仍能辨别出不同乐器所发出的声音？（2）举例说明多普勒效应在生活中的应用?聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的发言通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对所学知识的理解，并将所学知识与实践相结合课堂小结（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了波的衍射、干涉、多普勒效应等知识，重点是生活实际中对这些知识的应用，希望大家在课下多加练习，巩固课上所学知识，能够正确理解波的衍射和干涉的物理意义，并知道它们之间的关系。【学生】总结回顾知识点总结知识点，巩固学生对多普勒效应相关知识的印象作业布置（2min）【教师】布置课后作业完成教材习题5-3中与本课相关的习题【学生】完成课后作业通过课后作业复习巩固学到的知识，提高计算能力教学反思本节课中，重点是对知识的