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高二物理波的形成和传播1

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免 费 教 案
高二物理选修3-4教案
12.1 波的形成和传播
  
一、教学目标
  1、知识目标:
  ①知道直线上机械波的形成过程
  ②知道什么是横波,波峰和波谷
  ③知道什么是纵波,密部和疏部
  ④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:
  ①培养学生进行科学探索的能力
  ②培养学生观察、分析和归纳的能力
  ③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:①波源,②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2~3cm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。
  ①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?___________
  ②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)
  ③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:①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。
  ②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_______。
  ③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)。
  ①观察::红布条是否随波迁移?________说明了什么?_____________
  ②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:①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。
  ②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_______。
  ③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:
  ①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。
  ②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
(四)布置作业:
  1、书面作业:列举生活中常见的有关机械波的例子(横波、纵波各一例)简述它们是如何形成的。(培养学生观察生活并用所学物理知识解决实际问题的能力和表达能力)
  2、动脑作业:发生地震时,从地震源传出的地震波为什么能造成房屋倒塌、人员伤亡的事故?请用本节所学知识加以解释。(学以致用,巩固提高)

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