《第1節(jié)波的形成和描述》教學(xué)設(shè)計(jì)(福建省縣級(jí)優(yōu)課)-物理教案

波的形成和描述莆田第六中學(xué)林加寧一、三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道直線(xiàn)上機(jī)械波的形成過(guò)程；（2）知道橫波，波峰和波谷；縱波，密部和疏部；（3）知道波的圖象，知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量，知道什么是簡(jiǎn)諧波；（4）知道什么是波的圖象，能在簡(jiǎn)諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅；（5）了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡(jiǎn)諧波與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)兩者的圖象。2、過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示、觀察、分析，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力。從而，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究過(guò)程和成就，養(yǎng)成實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。二、教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械波的形成過(guò)程及傳播規(guī)律及波的圖象認(rèn)識(shí)及畫(huà)波形圖。三、教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械波的形成過(guò)程及傳播規(guī)律及波的圖象的物理意義四、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探索和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。五、教學(xué)教具：波動(dòng)演示箱、教學(xué)課件。六、教學(xué)過(guò)程：（－）引入新課演示：生活中常見(jiàn)的幾種波，在這些例子中，我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動(dòng)形式——波動(dòng)，這一章我們學(xué)習(xí)機(jī)械波的知識(shí)，以后還會(huì)學(xué)習(xí)電磁波的知識(shí)。（二）進(jìn)行新課1、波的形成和傳播演示：1、請(qǐng)7-8個(gè)同學(xué)站成一排，手拉手站立，第一個(gè)同學(xué)一站一蹲，帶動(dòng)其他同學(xué)運(yùn)動(dòng)，形成一列波；2、觀察波動(dòng)演示箱質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)形成波的過(guò)程?？偨Y(jié)：1．波的各部分看成許多質(zhì)點(diǎn)組成，各部分之間存在著相互作用的彈力。2．沿波的傳播方向上后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)落后一段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)依次被帶動(dòng)。3．振動(dòng)的形式傳播出去形成波。機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波，簡(jiǎn)稱(chēng)波。波源與介質(zhì)：波源——能夠產(chǎn)生振動(dòng)的物體或質(zhì)點(diǎn)。介質(zhì)——波借以傳播的物質(zhì)。機(jī)械波形成的條件：同時(shí)存在波源和介質(zhì)。機(jī)械波傳播的特征：沿波的傳播方向，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由波源開(kāi)始由近及遠(yuǎn)的依次開(kāi)始振動(dòng)。各質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而質(zhì)點(diǎn)本身不隨波的傳播而遷移。各質(zhì)點(diǎn)剛開(kāi)始振動(dòng)的方向相同。各質(zhì)點(diǎn)振幅相同（不考慮能量損失時(shí)）機(jī)械波通過(guò)向外傳播機(jī)械振動(dòng)的形式，向外傳遞能量和信息。2、機(jī)械波的分類(lèi)：通過(guò)波的演示箱演示，觀察波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向之間的關(guān)系。橫波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。縱波：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線(xiàn)上。3、波的描述：波的圖象振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成的一條曲線(xiàn)，叫波的圖象。這就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問(wèn)題。反映某時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移.反映了各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨其平衡位置到原點(diǎn)距離變化的函數(shù)關(guān)系.波的特征：（1）波長(zhǎng)：在波動(dòng)中對(duì)平衡位置的位移總是相等（包括大小和方向）的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離叫做波的波長(zhǎng)．（2）、周期（T）、頻率（f）：波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）也就是波傳播的周期（頻率）。由于波的周期（或頻率）就是波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期（或頻率），所以波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)。第一、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)周期（或頻率）保持不變。第二、每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。第三、：每經(jīng)歷一個(gè)周期，原有的波形圖不改變。（3）、波速（v）：波速的含義和物體運(yùn)動(dòng)速度的含義是相同的。波速描述的是振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度。單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。即v=s/t幾點(diǎn)說(shuō)明。同一振動(dòng)在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，也就是說(shuō)，同一列波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。由此我們還可以想到，在同一均勻介質(zhì)中，同一列波的波速應(yīng)是不變的。第一、波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。第二、一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即s=vt。波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度有著完全不同的含義。前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值，后者的大小和方向都是隨時(shí)間改變的。第三、要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的含義。由波長(zhǎng)、周期、（或頻率）和波速的定義，我們可以看到三者有著一定的聯(lián)系。（4）、波長(zhǎng)、周期（或頻率）和波速的關(guān)系：在波動(dòng)中，每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)λ。由此我們可以找到λ、T（或f）和v三者之間的關(guān)系。V=λ/T[來(lái)源:Z|xx|k.Com]由于周期T和頻率f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、λ與f還應(yīng)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系。[來(lái)源:Zxxk.Com]V=λf由上式我們還可以這樣理解波速這個(gè)物理量，波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積。這個(gè)關(guān)系雖然是從機(jī)械波得到的，但是它對(duì)于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對(duì)于式v=λ/T或v=λf，我們不但要理解，還要能應(yīng)用他們解決實(shí)際問(wèn)題。為了加深對(duì)以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上兩式分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。4、波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別（1）、兩種圖象橫、縱坐標(biāo)的意義不同。波的圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動(dòng)圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。（2）、兩種圖象描述的對(duì)象不同波的圖象描述的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移。（3）、兩種圖象相鄰兩