机械波的产生教案

D、机械波的产生一、教学任务分析本节课是上海市二期课改高一年级物理教材第四章《周期运动》的第D节内容，《D机械波的产生》是在学习了《C机械振动》之后，对振动的群体性现象进行的更为深入的探究。机械波是机械运动中比较复杂的运动形式，属于周期性运动，广泛地涉及物理学的诸多领域。本节课的内容重在要求学生能够了解波的产生条件和传播过程中的特点，为下节课《E机械波的描述》打下基础，同时也为高二电学中的电磁波等后续知识的学习做准备。学习本节内容需要的知识有：运动学相关知识、动力学相关知识、机械振动、周期运动等。从生活中的有关机械波的例子入手，本节课逐步引导学生构建起有关机械波的理性认识，建立有关“机械波”、“机械波的传播”、“机械波的特点”等概念。以教师的演示实验逐步引导学生探究机械波的形成条件、机械波的传播特点，分析得到有关机械波的相关知识。本设计强调学生在学习过程中深化对机械波的理性认识，通过对简单实际问题的分析与研究，知道机械波在实际生活中的应用，从而自觉联系生活，有意识地思考生活中的一些物理现象。本节课属于基础性课程范畴，计划安排1课时。本节课的教学对象是南洋模范中学（上海市实验性、示范性高级中学）高一普通班的学生。通过前面的学习，学生已经具备了相关的运动学和动力学的基本知识，并认识了质点振动的特点和规律，但对于机械波的认识依旧停留在对日常生活现象观察的感性层面，并未形成理性层面的、较为系统的认知网络，因此本节课通过引导学生观察实验、分析机械波的成因以及动态传播过程特征，进一步提高学生观察、实验、抽象思维、推理和综合分析问题的能力。二、教学目标：1、知识与技能：（1）知道机械波的形成过程。（2）能绘制横波在不同时刻的波形图。（3）知道横波。（4）理解机械波产生和传播的条件。2、过程与方法：（1）通过对日常生活中有关波动现象的观察、分析、总结、提炼物理现象的特点，体会物理概念形成的过程，感受科学探究的乐趣。（2）通过演示实验来探究物理现象的规律。3、情感态度价值观：（1）通过“生活一物理一生活”的学习过程，感受科学探究的趣味性与实用性。（2）培养学生通过辨证的观点探究物理过程及其规律。（3）塑造学生唯物主义的世界观和方法论。三、教学重点难点：1、重点：（1）横波产生和传播的条件（2）根据横波的传播情况绘制不同时刻的波形图2、难点：描绘横波的波形图四、教学资源1、多媒体资源：自制教学课件。2、演示实验器材：绳子、“真空中的闹钟”等。五、教学设计思路本节设计主要分为五个教学环节：第一是得出机械波的概念；第二是探究机械波形成的条件；第三是绘制波形图；第四是总结机械波传播的特点；第五是应用与巩固。总体的设计思路是:通过生活中的波动现象以及教师甩绳子的演示实验等的活动及由此引发的思考，让学生明确有关机械波的概念以及形成条件。接着，通过师生共同绘制某些时刻的波形图，让学生初步建立其有关机械波的动态传播概念。然后，通过对机械波传播现象特征的总结，得到机械波传播的特点。最后，让学生通过对生活中有关机械波的一些现象的分析巩固本节课的知识。本设计要突出的重点是：一是弄清楚机械波产生的条件。方法是：通过引导学生观察演示实验来进行推理分析。二是了解机械波传播的特点。方法是：通过演示教具的演示实验，让学生一边观察波的动态传播现象一边进行分析、讨论、总结。本设计要突破的难点是：引导学生绘制某些时刻横波的波形图。方法是：通过教师启发的方式，让学生自主进行绘制，再进行集体的讨论。六、教学流程1.教学流程图2、流程图说明情景I情景分析教师展示水滴激起波纹、国旗飘飘的图片。活动I教师演示实验振动绳子，形成绳波。“真空中的闹钟”实验。活动II课堂讨论分析“麦浪滚滚是否属于机械波”。活动III师生绘图在教师的指导下，学生绘制振源振动了t=TA、TA、3TA、T、5TA的横波波形图。活动IV课堂讨论学生总结机械波传播的特点。活动V课堂讨论完成巩固练习。3、教学主要环节详见“七、教学过程设计”。七、教学过程设计:

教学环节教学环节设置目的备注1、“请大家观察图片中的现象”“大家看到」了什么现象？”【参考答案：水滴激起阵阵波纹、波纹向四周散开、国旗在飘动】“这是一根绳子，请XX同学（身高较高）上台来拿着绳子的一端，请大家观察并描述实验现象”教师甩动绳子【参考答案：绳子上下抖动，呈波浪状】设问“这些现象有什么共同点”？让学生归纳出“都在做波动”、“向前传播”、“各点都在做振动”等演示实验2、设问：生活中还有哪些情景与之相类似？预设回答：体操运动员甩动彩带、声波联系生活，进行迁移3、声音也是一种波介绍仪器：这是一个会响的闹钟【拨动开关，使闹钟闹起来】放在一个密闭的容器中，这是抽气机，现在开始抽气，请大家观察现象预设回答：随着空气愈发稀薄，铃声渐弱；当空气抽光了，即当闹钟在真空中时听不到声音了。通过实验来激疑演示实验4、引导学生总结波传播的条件：设问：为什么空气抽掉就没有声音了呢？在什么样的条件下才能听到闹钟的响声？【机械波的传播需要振源和介质】通过对实验现象的分析梳理得出结论：波的传播需要介质和振源5、给出机械波的定义”机械振动在介质中由近及远的传播就形成了机械波。”明确机械波的定义6、这是风拂过麦田，麦浪滚滚的美景。设问：这是否属于机械波？激疑7、设问：以绳波为例子，将绳子视为许多个质点构成，运动为什么能够由近及远地传播呢？离振源较远的质点原先是处于静止状态的，倘若要振动起来，必须有一个什么条件？施力物体是谁？演示：绳子中各质点间有相互牵拉的弹力，所以近的质点会拽拉远的质点做振动。而麦浪滚滚不属于，因为麦穗间没有相互牵拉的作用力。通过比较明确振动传播的动力学原理FLASH演示8、下面我们来更深入地研究一下机械波。随着振源的振动，我们将看到物体上的各个质点都在做振动，下面我们来尝试绘制出某些时刻各质点所处的位置。

9、老师先带着大豕回振源振动了T4、T/2周期时候的图（1）丁4为了定出各质点的位置，不妨绘制几个特殊点此时的位置。当振源振动了T4位于振源的质点位于最高点，波的最前沿传播到了第4个质点处。中间的2、3、4质点依次由高到低排列，振动没传到的地方各质点还处在静止的位置。【用横波演示仪验证】（2）T/2：同样不妨绘制几个特殊点的位置设问：应该绘制哪几个质点的位置？【可能的回答：振源、波传播的最前沿的质点】振源振动了T/2,位于振源的质点回到平衡位置，波的最前沿传播到了第7个质点处。第4个质点振动了T4中间的质点依次由高到低、由低到高地排列，振动没传到的地方各质点还处在静止的位置。【用横波演示仪验证】板书绘图演示实验10、设问：请大家尝试画出振源振动了3T4、T、5T4周期时的波形图。请同学上台来绘制引导学生学会绘制机械波的图像11、然后用横波演示仪来演示3T/4、T、5T4周期时的图像实验证明演示实验12、设问：请大家观察黑板上不同时刻机械波的图像，机械波的传播有什么特点？请大家仔细观察演示仪。【教师边转动演示仪，让学生边观察现象，边畅所欲言，教师将学生的观点写在黑板上，用学术化的语言来表述］（1）各质点起始振动的方向有什么共同点？（2）介质中的质点运动的方向与波传播的方向有什么关系？（3）离波源较远的质点的振动情况畀近的质点间存在什么关系？【参考答案：（1）介质中各质点的起振方向均相同，与波源的起振方向一致。（2）介质中各质点都在各自平衡位置附近做机械振动，并不随波的传播方向而迁移.（3）离波源近的质点带动离波源远的质点振动，远的质点重复近的质点的振动。（4）机械波在传播的过程中，传播的不仅仅是振动的形式，传播的而且还有能量。（5）随着时间的推移，波形其实是沿着波传播的方向平移】通过现象总结提炼其特点演示实验13、教师引导学生小结本堂课所学的内容：（1）机械波的定义（2）机械波产生的条件（3）机械波的特点通过对本节课学习内容的小结，形成知识的网络

14、教师展示情境：“小明的球不，慎落入了湖中，为了取回球，小明不断地向湖面投掷石块儿，想让水波带着球往岸边移动……”让学生讨论该设想是否可行？【参考答案：不可行，因为振动的物体不会随波迁移，应用知识通过对现实生活中例子的分析、判断15、给学生展示情境：某同学用手拿着绳的一端上下抖动，就会看到」一列凹凸相间的波向绳子的另一端传去，试根据某时刻绳子上的