【教案】波的形成+教案-2022-2023學年高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

.1波的形成〖教材分析〗本節(jié)主要的學習內(nèi)容是機械波的產(chǎn)生和傳播。機械波可以分為橫波和縱波，知道他們的特征。能夠通過單一質(zhì)點的運動，聯(lián)想到多個質(zhì)點不同步的連續(xù)振動。教師講解工程注意學生的體驗，通過播放錄像和動畫等途徑，豐富課堂內(nèi)容。并注意從能量的觀點來分析機械波的形成過程?！冀虒W目標與核心素養(yǎng)〗物理觀念∶知道波的形成條件和分類?？茖W思維∶能夠理解波的起振過程，體會多個質(zhì)點不同步的振動?？茖W探究：通過觀察和分析橫波和縱波的產(chǎn)生過程，知道兩者的區(qū)別于聯(lián)系?？茖W態(tài)度與責任∶通過做一做活動，從波的形成過程中，體會個體與整體的關系，培養(yǎng)學生的集體主義精神?！冀虒W重難點〗教學重點：理解橫波的產(chǎn)生過程，知道個質(zhì)點的振動形式。教學難點：波傳播的是振動形式和信息。〖教學準備〗長繩，彈簧和音叉等?！冀虒W過程〗一、新課引入在藝術體操的帶操表演中，運動員手持細棒抖動彩帶的一端，彩帶隨之波浪翻卷。彩帶上的波浪向前傳播時，彩帶上的每個點也在向前運動嗎？播放彩帶舞蹈視頻。設計意圖：通過對彩帶的運動分析，引導學生從運動的角度分析。發(fā)現(xiàn)彩帶并沒有變長，也沒有移動。但是給人的感覺又好像是有什么東西在移動。讓學生產(chǎn)生認知沖突。釋疑：彩帶上的波浪翻卷實際是振動在彩帶上傳播的結果。振動的傳播稱為波動，簡稱波。問題：思考：繩波究竟是怎樣形成的呢？繩上的波浪向前傳播時，繩上的每個點也在向前運動嗎？二、新課教學（一）波的形成演示：觀察繩波的產(chǎn)生和傳播如圖取一條較長的軟繩，用手握住一端拉平后。動作一：單獨向上抖動一次。動作二：單獨向下抖動一次動作三：連續(xù)向上、向下抖動長繩動作四：在繩上做個紅色標記，連續(xù)向上、向下抖動長繩。觀察：在波傳播的過程中，這個標記怎樣運動？它是否隨著波向繩的另一端移動？通過動畫演示實驗過程，再次展示以上過程，同樣可以觀察到紅色標記只是上下振動，沒有隨波逐流。思考：為什么會這樣？用慢動作來講解波的形成：開始時繩子靜止所有質(zhì)點都在平衡位置，相鄰質(zhì)點存在彈力，當波源最先向上運動時，會帶動質(zhì)點2向上運動，質(zhì)點二又帶動與之相鄰的質(zhì)點三，經(jīng)過波源到了最大位移，此時振動傳到了質(zhì)點四，他開始向上運動，就這樣經(jīng)過一個周期后，波源回到了平衡位置。波傳播到了質(zhì)點八的位置。不難看出，任一個質(zhì)點被前一個質(zhì)點所帶動，一次傳遞運動形式。這就形成了波。動畫演示：波的形成過程通過這個動畫很容易就能看出來，如果把其中一個質(zhì)點標上顏色，再讓波繼續(xù)振動，就會發(fā)現(xiàn)這個質(zhì)點只是在自己的位置往復運動，其實他和波源的振動形式是一樣的。所以傳播但是振動形式和能量，而質(zhì)點不會隨波遷移。做一做：團體操表演波浪——學生展示一組學生手挽手排成一行，從左邊第一位同學開始，周期性地下蹲、起立，依次帶動旁邊的同學重復他的動作，只是后邊的一位總比前邊的一位稍遲一點點。這樣就會看到凹凸相間的波沿著隊伍傳播開來，而每個學生的位置并沒有移動。運動會上的團體操表演常常用這種辦法來表現(xiàn)波浪。通過這個活動，讓學生親自體會“隨波逐流”的含義。（二）橫波和縱波1.繩波——橫波通過動畫觀看繩波。在動畫中觀察到在繩波中的能量向右傳播，每個點都是在上下振動的，振動方向與波的傳播方向相互垂直，這種被稱作橫波。橫波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。特征：凸起部分最高處叫波峰，凹下部分的最低處叫波谷。所以橫波的傳播過程中就會看它以波峰過和波谷的形式向前傳播。除了橫波之外還有另外一種波。演示：觀察彈簧形成的波將一根長而軟的彈簧水平放置在光滑平面上，在左端沿彈簧軸線方向不斷推、拉彈簧，觀察實驗現(xiàn)象。實驗中觀察到，彈簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右傳播，在彈簧上形成一種與橫波不一樣的波。問題：這種波又是如何形成的呢？用慢動作來講解波的形成：前面的質(zhì)點依次帶動后面的質(zhì)點左右振動，后一個質(zhì)點振動的相位總比前一個質(zhì)點落后一些。這樣，彈簧一端左右振動的狀態(tài)就沿彈簧傳播開來。從整體上看，就形成了疏密相間的波。這個最密的位置叫做密部，而這個最疏的位置叫做疏部。我們把這種波稱為縱波?？v波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。特征：質(zhì)點分布最密的位置叫作密部，質(zhì)點分布最疏的位置叫作疏部?？v波除了這種彈簧波，還有最熟悉的聲波。聲波是縱波。聲波傳入人耳，使鼓膜振動，就引起聲音的感覺。聲波不僅能在空氣中傳播，也能在液體、固體中傳播。橫波與縱波的異同點橫波縱波定義質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。描述波峰、波谷密部、疏部共同點①質(zhì)點都是在復波源的振動②質(zhì)點的周期頻率和起振方向都與波源相同③質(zhì)點都不隨波的傳播而發(fā)生遷移（三）機械波你一定見過，在平靜的水面投入一塊石頭，激起水波蕩漾。播動琴弦振動的琴弦會帶動空氣振動形成聲波。抖動一根柔軟的繩子，就會看到凹凸相間的繩波，你有沒有想過他們是怎么形成的呢？如果沒有石頭落入水中，水面是平靜的，也就沒有水波?，F(xiàn)在投入一塊兒石頭，使得這個位置的水上下振動，帶動周圍水面形成了水波，很顯然波是需要一個源頭的，也就是波源。那有了是不是就一定會有波呢？如果把你丟到月球上演奏吉他，就會發(fā)現(xiàn)其他人都聽不到，是不是會很傷心？聰明的小伙伴說，這不就是因為沒有空氣嗎？對了，盡管有了吉他這個波源，但是因為沒有空氣作為介質(zhì)，聲音一樣傳不出去，所以波的形成不但要有還要有介質(zhì)。1.介質(zhì)波借以傳播的物質(zhì)2.機械波∶機械振動在介質(zhì)中的傳播3.常見的機械波∶水波、聲波、繩波、地震波都是機械波4.產(chǎn)生機械波的條件∶①有波源————產(chǎn)生機械振動、提供能量②有介質(zhì)——傳遞振動形式和能量5.波不但傳遞能量，而且可以傳遞信息。注意∶有振動不一定存在波，有波一定存在振動。做一做有一盆平靜的水，上面漂著一片小紙屑。用筆尖輕點水面，觀察產(chǎn)生的水波。使筆尖周期性地輕點同一處水面，觀察水波的傳播和紙屑的運動。課堂練習某繩波形成過程的示意圖。質(zhì)點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動其余各個質(zhì)點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。已知t＝0時，質(zhì)點1開始向上運動；時，1到達最上方，5開始向上運動。（1）時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？（2）時，質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？（3）t=T時,質(zhì)點8、12、16的運動狀態(tài)如何？解：（1）質(zhì)點8向上運動，質(zhì)點12、16還沒有運動。（2）質(zhì)點8向上運動，質(zhì)點12向上運動，質(zhì)點16還沒有運動（3）質(zhì)點8向下運動，質(zhì)點12向下運動，質(zhì)點16向上運動〖板書設計〗3.1波的形成1.波∶振動的傳播稱為波動，簡稱波。2.波的形成∶有波源振動，有傳播的介質(zhì)3.橫波∶質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。波峰、波谷。4.縱波∶質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。密部、疏