機(jī)械波的產(chǎn)生教案

D、機(jī)械波的產(chǎn)生一、教學(xué)任務(wù)分析本節(jié)課是上海市二期課改高一年級(jí)物理教材第四章《周期運(yùn)動(dòng)》的第D節(jié)內(nèi)容，《D機(jī)械波的產(chǎn)生》是在學(xué)習(xí)了《C機(jī)械振動(dòng)》之后，對(duì)振動(dòng)的群體性現(xiàn)象進(jìn)行的更為深入的探究。機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中比較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)形式，屬于周期性運(yùn)動(dòng)，廣泛地涉及物理學(xué)的諸多領(lǐng)域。本節(jié)課的內(nèi)容重在要求學(xué)生能夠了解波的產(chǎn)生條件和傳播過(guò)程中的特點(diǎn)，為下節(jié)課《E機(jī)械波的描述》打下基礎(chǔ)，同時(shí)也為高二電學(xué)中的電磁波等后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容需要的知識(shí)有：運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)、動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)、機(jī)械振動(dòng)、周期運(yùn)動(dòng)等。從生活中的有關(guān)機(jī)械波的例子入手，本節(jié)課逐步引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建起有關(guān)機(jī)械波的理性認(rèn)識(shí)，建立有關(guān)“機(jī)械波”、“機(jī)械波的傳播”、“機(jī)械波的特點(diǎn)”等概念。以教師的演示實(shí)驗(yàn)逐步引導(dǎo)學(xué)生探究機(jī)械波的形成條件、機(jī)械波的傳播特點(diǎn)，分析得到有關(guān)機(jī)械波的相關(guān)知識(shí)。本設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中深化對(duì)機(jī)械波的理性認(rèn)識(shí)，通過(guò)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的分析與研究，知道機(jī)械波在實(shí)際生活中的應(yīng)用，從而自覺(jué)聯(lián)系生活，有意識(shí)地思考生活中的一些物理現(xiàn)象。本節(jié)課屬于基礎(chǔ)性課程范疇，計(jì)劃安排1課時(shí)。本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是南洋模范中學(xué)（上海市實(shí)驗(yàn)性、示范性高級(jí)中學(xué)）高一普通班的學(xué)生。通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了相關(guān)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的基本知識(shí)，并認(rèn)識(shí)了質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律，但對(duì)于機(jī)械波的認(rèn)識(shí)依舊停留在對(duì)日常生活現(xiàn)象觀察的感性層面，并未形成理性層面的、較為系統(tǒng)的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，因此本節(jié)課通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、分析機(jī)械波的成因以及動(dòng)態(tài)傳播過(guò)程特征，進(jìn)一步提高學(xué)生觀察、實(shí)驗(yàn)、抽象思維、推理和綜合分析問(wèn)題的能力。二、教學(xué)目標(biāo)：1、知識(shí)與技能：（1）知道機(jī)械波的形成過(guò)程。（2）能繪制橫波在不同時(shí)刻的波形圖。（3）知道橫波。（4）理解機(jī)械波產(chǎn)生和傳播的條件。2、過(guò)程與方法：（1）通過(guò)對(duì)日常生活中有關(guān)波動(dòng)現(xiàn)象的觀察、分析、總結(jié)、提煉物理現(xiàn)象的特點(diǎn)，體會(huì)物理概念形成的過(guò)程，感受科學(xué)探究的樂(lè)趣。（2）通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理現(xiàn)象的規(guī)律。3、情感態(tài)度價(jià)值觀：（1）通過(guò)“生活一物理一生活”的學(xué)習(xí)過(guò)程，感受科學(xué)探究的趣味性與實(shí)用性。（2）培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)辨證的觀點(diǎn)探究物理過(guò)程及其規(guī)律。（3）塑造學(xué)生唯物主義的世界觀和方法論。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：1、重點(diǎn)：（1）橫波產(chǎn)生和傳播的條件（2）根據(jù)橫波的傳播情況繪制不同時(shí)刻的波形圖2、難點(diǎn)：描繪橫波的波形圖四、教學(xué)資源1、多媒體資源：自制教學(xué)課件。2、演示實(shí)驗(yàn)器材：繩子、“真空中的鬧鐘”等。五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路本節(jié)設(shè)計(jì)主要分為五個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：第一是得出機(jī)械波的概念；第二是探究機(jī)械波形成的條件；第三是繪制波形圖；第四是總結(jié)機(jī)械波傳播的特點(diǎn)；第五是應(yīng)用與鞏固。總體的設(shè)計(jì)思路是:通過(guò)生活中的波動(dòng)現(xiàn)象以及教師甩繩子的演示實(shí)驗(yàn)等的活動(dòng)及由此引發(fā)的思考，讓學(xué)生明確有關(guān)機(jī)械波的概念以及形成條件。接著，通過(guò)師生共同繪制某些時(shí)刻的波形圖，讓學(xué)生初步建立其有關(guān)機(jī)械波的動(dòng)態(tài)傳播概念。然后，通過(guò)對(duì)機(jī)械波傳播現(xiàn)象特征的總結(jié)，得到機(jī)械波傳播的特點(diǎn)。最后，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)生活中有關(guān)機(jī)械波的一些現(xiàn)象的分析鞏固本節(jié)課的知識(shí)。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：一是弄清楚機(jī)械波產(chǎn)生的條件。方法是：通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察演示實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行推理分析。二是了解機(jī)械波傳播的特點(diǎn)。方法是：通過(guò)演示教具的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生一邊觀察波的動(dòng)態(tài)傳播現(xiàn)象一邊進(jìn)行分析、討論、總結(jié)。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：引導(dǎo)學(xué)生繪制某些時(shí)刻橫波的波形圖。方法是：通過(guò)教師啟發(fā)的方式，讓學(xué)生自主進(jìn)行繪制，再進(jìn)行集體的討論。六、教學(xué)流程1.教學(xué)流程圖2、流程圖說(shuō)明情景I情景分析教師展示水滴激起波紋、國(guó)旗飄飄的圖片?；顒?dòng)I教師演示實(shí)驗(yàn)振動(dòng)繩子，形成繩波?！罢婵罩械聂[鐘”實(shí)驗(yàn)?；顒?dòng)II課堂討論分析“麥浪滾滾是否屬于機(jī)械波”?；顒?dòng)III師生繪圖在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生繪制振源振動(dòng)了t=TA、TA、3TA、T、5TA的橫波波形圖。活動(dòng)IV課堂討論學(xué)生總結(jié)機(jī)械波傳播的特點(diǎn)。活動(dòng)V課堂討論完成鞏固練習(xí)。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)詳見(jiàn)“七、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)”。七、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì):

教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置目的備注1、“請(qǐng)大家觀察圖片中的現(xiàn)象”“大家看到」了什么現(xiàn)象？”【參考答案：水滴激起陣陣波紋、波紋向四周散開(kāi)、國(guó)旗在飄動(dòng)】“這是一根繩子，請(qǐng)XX同學(xué)（身高較高）上臺(tái)來(lái)拿著繩子的一端，請(qǐng)大家觀察并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”教師甩動(dòng)繩子【參考答案：繩子上下抖動(dòng)，呈波浪狀】設(shè)問(wèn)“這些現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)”？讓學(xué)生歸納出“都在做波動(dòng)”、“向前傳播”、“各點(diǎn)都在做振動(dòng)”等演示實(shí)驗(yàn)2、設(shè)問(wèn)：生活中還有哪些情景與之相類(lèi)似？預(yù)設(shè)回答：體操運(yùn)動(dòng)員甩動(dòng)彩帶、聲波聯(lián)系生活，進(jìn)行遷移3、聲音也是一種波介紹儀器：這是一個(gè)會(huì)響的鬧鐘【撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，使鬧鐘鬧起來(lái)】放在一個(gè)密閉的容器中，這是抽氣機(jī)，現(xiàn)在開(kāi)始抽氣，請(qǐng)大家觀察現(xiàn)象預(yù)設(shè)回答：隨著空氣愈發(fā)稀薄，鈴聲漸弱；當(dāng)空氣抽光了，即當(dāng)鬧鐘在真空中時(shí)聽(tīng)不到聲音了。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)激疑演示實(shí)驗(yàn)4、引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)波傳播的條件：設(shè)問(wèn)：為什么空氣抽掉就沒(méi)有聲音了呢？在什么樣的條件下才能聽(tīng)到鬧鐘的響聲？【機(jī)械波的傳播需要振源和介質(zhì)】通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析梳理得出結(jié)論：波的傳播需要介質(zhì)和振源5、給出機(jī)械波的定義”機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中由近及遠(yuǎn)的傳播就形成了機(jī)械波?！泵鞔_機(jī)械波的定義6、這是風(fēng)拂過(guò)麥田，麥浪滾滾的美景。設(shè)問(wèn)：這是否屬于機(jī)械波？激疑7、設(shè)問(wèn)：以繩波為例子，將繩子視為許多個(gè)質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，運(yùn)動(dòng)為什么能夠由近及遠(yuǎn)地傳播呢？離振源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)原先是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，倘若要振動(dòng)起來(lái)，必須有一個(gè)什么條件？施力物體是誰(shuí)？演示：繩子中各質(zhì)點(diǎn)間有相互牽拉的彈力，所以近的質(zhì)點(diǎn)會(huì)拽拉遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)做振動(dòng)。而麥浪滾滾不屬于，因?yàn)辂溗腴g沒(méi)有相互牽拉的作用力。通過(guò)比較明確振動(dòng)傳播的動(dòng)力學(xué)原理FLASH演示8、下面我們來(lái)更深入地研究一下機(jī)械波。隨著振源的振動(dòng)，我們將看到物體上的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在做振動(dòng)，下面我們來(lái)嘗試?yán)L制出某些時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)所處的位置。

9、老師先帶著大豕回振源振動(dòng)了T4、T/2周期時(shí)候的圖（1）丁4為了定出各質(zhì)點(diǎn)的位置，不妨繪制幾個(gè)特殊點(diǎn)此時(shí)的位置。當(dāng)振源振動(dòng)了T4位于振源的質(zhì)點(diǎn)位于最高點(diǎn)，波的最前沿傳播到了第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)處。中間的2、3、4質(zhì)點(diǎn)依次由高到低排列，振動(dòng)沒(méi)傳到的地方各質(zhì)點(diǎn)還處在靜止的位置。【用橫波演示儀驗(yàn)證】（2）T/2：同樣不妨繪制幾個(gè)特殊點(diǎn)的位置設(shè)問(wèn)：應(yīng)該繪制哪幾個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位置？【可能的回答：振源、波傳播的最前沿的質(zhì)點(diǎn)】振源振動(dòng)了T/2,位于振源的質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置，波的最前沿傳播到了第7個(gè)質(zhì)點(diǎn)處。第4個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)了T4中間的質(zhì)點(diǎn)依次由高到低、由低到高地排列，振動(dòng)沒(méi)傳到的地方各質(zhì)點(diǎn)還處在靜止的位置?！居脵M波演示儀驗(yàn)證】板書(shū)繪圖演示實(shí)驗(yàn)10、設(shè)問(wèn)：請(qǐng)大家嘗試畫(huà)出振源振動(dòng)了3T4、T、5T4周期時(shí)的波形圖。請(qǐng)同學(xué)上臺(tái)來(lái)繪制引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)繪制機(jī)械波的圖像11、然后用橫波演示儀來(lái)演示3T/4、T、5T4周期時(shí)的圖像實(shí)驗(yàn)證明演示實(shí)驗(yàn)12、設(shè)問(wèn)：請(qǐng)大家觀察黑板上不同時(shí)刻機(jī)械波的圖像，機(jī)械波的傳播有什么特點(diǎn)？請(qǐng)大家仔細(xì)觀察演示儀?！窘處熯呣D(zhuǎn)動(dòng)演示儀，讓學(xué)生邊觀察現(xiàn)象，邊暢所欲言，教師將學(xué)生的觀點(diǎn)寫(xiě)在黑板上，用學(xué)術(shù)化的語(yǔ)言來(lái)表述］（1）各質(zhì)點(diǎn)起始振動(dòng)的方向有什么共同點(diǎn)？（2）介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向與波傳播的方向有什么關(guān)系？（3）離波源較遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)情況畀近的質(zhì)點(diǎn)間存在什么關(guān)系？【參考答案：（1）介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的起振方向均相同，與波源的起振方向一致。（2）介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)都在各自平衡位置附近做機(jī)械振動(dòng)，并不隨波的傳播方向而遷移.（3）離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)重復(fù)近的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)。（4）機(jī)械波在傳播的過(guò)程中，傳播的不僅僅是振動(dòng)的形式，傳播的而且還有能量。（5）隨著時(shí)間的推移，波形其實(shí)是沿著波傳播的方向平移】通過(guò)現(xiàn)象總結(jié)提煉其特點(diǎn)演示實(shí)驗(yàn)13、教師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本堂課所學(xué)的內(nèi)容：（1）機(jī)械波的定義（2）機(jī)械波產(chǎn)生的條件（3）機(jī)械波的特點(diǎn)通過(guò)對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容的小結(jié)，形成知識(shí)的網(wǎng)絡(luò)

14、教師展示情境：“小明的球不，慎落入了湖中，為了取回球，小明不斷地向湖面投擲石塊兒，想讓水波帶著球往岸邊移動(dòng)……”讓學(xué)生討論該設(shè)想是否可行？【參考答案：不可行，因?yàn)檎駝?dòng)的物體不會(huì)隨波遷移，應(yīng)用知識(shí)通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中例子的分析、判斷15、給學(xué)生展示情境：某同學(xué)用手拿著繩的一端上下抖動(dòng)，就會(huì)看到」一列凹凸相間的波向繩子的另一端傳去，試根據(jù)某時(shí)刻繩子上的