【教案】波的形成+教案-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

.1波的形成〖教材分析〗本节主要的学习内容是机械波的产生和传播。机械波可以分为横波和纵波，知道他们的特征。能够通过单一质点的运动，联想到多个质点不同步的连续振动。教师讲解工程注意学生的体验，通过播放录像和动画等途径，丰富课堂内容。并注意从能量的观点来分析机械波的形成过程。〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道波的形成条件和分类。科学思维∶能够理解波的起振过程，体会多个质点不同步的振动。科学探究：通过观察和分析横波和纵波的产生过程，知道两者的区别于联系。科学态度与责任∶通过做一做活动，从波的形成过程中，体会个体与整体的关系，培养学生的集体主义精神。〖教学重难点〗教学重点：理解横波的产生过程，知道个质点的振动形式。教学难点：波传播的是振动形式和信息。〖教学准备〗长绳，弹簧和音叉等。〖教学过程〗一、新课引入在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的每个点也在向前运动吗？播放彩带舞蹈视频。设计意图：通过对彩带的运动分析，引导学生从运动的角度分析。发现彩带并没有变长，也没有移动。但是给人的感觉又好像是有什么东西在移动。让学生产生认知冲突。释疑：彩带上的波浪翻卷实际是振动在彩带上传播的结果。振动的传播称为波动，简称波。问题：思考：绳波究竟是怎样形成的呢？绳上的波浪向前传播时，绳上的每个点也在向前运动吗？二、新课教学（一）波的形成演示：观察绳波的产生和传播如图取一条较长的软绳，用手握住一端拉平后。动作一：单独向上抖动一次。动作二：单独向下抖动一次动作三：连续向上、向下抖动长绳动作四：在绳上做个红色标记，连续向上、向下抖动长绳。观察：在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动？通过动画演示实验过程，再次展示以上过程，同样可以观察到红色标记只是上下振动，没有随波逐流。思考：为什么会这样？用慢动作来讲解波的形成：开始时绳子静止所有质点都在平衡位置，相邻质点存在弹力，当波源最先向上运动时，会带动质点2向上运动，质点二又带动与之相邻的质点三，经过波源到了最大位移，此时振动传到了质点四，他开始向上运动，就这样经过一个周期后，波源回到了平衡位置。波传播到了质点八的位置。不难看出，任一个质点被前一个质点所带动，一次传递运动形式。这就形成了波。动画演示：波的形成过程通过这个动画很容易就能看出来，如果把其中一个质点标上颜色，再让波继续振动，就会发现这个质点只是在自己的位置往复运动，其实他和波源的振动形式是一样的。所以传播但是振动形式和能量，而质点不会随波迁移。做一做：团体操表演波浪——学生展示一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪。通过这个活动，让学生亲自体会“随波逐流”的含义。（二）横波和纵波1.绳波——横波通过动画观看绳波。在动画中观察到在绳波中的能量向右传播，每个点都是在上下振动的，振动方向与波的传播方向相互垂直，这种被称作横波。横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。特征：凸起部分最高处叫波峰，凹下部分的最低处叫波谷。所以横波的传播过程中就会看它以波峰过和波谷的形式向前传播。除了横波之外还有另外一种波。演示：观察弹簧形成的波将一根长而软的弹簧水平放置在光滑平面上，在左端沿弹簧轴线方向不断推、拉弹簧，观察实验现象。实验中观察到，弹簧圈密集的部分和稀疏的部分交替向右传播，在弹簧上形成一种与横波不一样的波。问题：这种波又是如何形成的呢？用慢动作来讲解波的形成：前面的质点依次带动后面的质点左右振动，后一个质点振动的相位总比前一个质点落后一些。这样，弹簧一端左右振动的状态就沿弹簧传播开来。从整体上看，就形成了疏密相间的波。这个最密的位置叫做密部，而这个最疏的位置叫做疏部。我们把这种波称为纵波。纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。特征：质点分布最密的位置叫作密部，质点分布最疏的位置叫作疏部。纵波除了这种弹簧波，还有最熟悉的声波。声波是纵波。声波传入人耳，使鼓膜振动，就引起声音的感觉。声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。横波与纵波的异同点横波纵波定义质点的振动方向与波的传播方向垂直。质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。描述波峰、波谷密部、疏部共同点①质点都是在复波源的振动②质点的周期频率和起振方向都与波源相同③质点都不随波的传播而发生迁移（三）机械波你一定见过，在平静的水面投入一块石头，激起水波荡漾。播动琴弦振动的琴弦会带动空气振动形成声波。抖动一根柔软的绳子，就会看到凹凸相间的绳波，你有没有想过他们是怎么形成的呢？如果没有石头落入水中，水面是平静的，也就没有水波。现在投入一块儿石头，使得这个位置的水上下振动，带动周围水面形成了水波，很显然波是需要一个源头的，也就是波源。那有了是不是就一定会有波呢？如果把你丢到月球上演奏吉他，就会发现其他人都听不到，是不是会很伤心？聪明的小伙伴说，这不就是因为没有空气吗？对了，尽管有了吉他这个波源，但是因为没有空气作为介质，声音一样传不出去，所以波的形成不但要有还要有介质。1.介质波借以传播的物质2.机械波∶机械振动在介质中的传播3.常见的机械波∶水波、声波、绳波、地震波都是机械波4.产生机械波的条件∶①有波源————产生机械振动、提供能量②有介质——传递振动形式和能量5.波不但传递能量，而且可以传递信息。注意∶有振动不一定存在波，有波一定存在振动。做一做有一盆平静的水，上面漂着一片小纸屑。用笔尖轻点水面，观察产生的水波。使笔尖周期性地轻点同一处水面，观察水波的传播和纸屑的运动。课堂练习某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动其余各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。已知t＝0时，质点1开始向上运动；时，1到达最上方，5开始向上运动。（1）时，质点8、12、16的运动状态如何？（2）时，质点8、12、16的运动状态如何？（3）t=T时,质点8、12、16的运动状态如何？解：（1）质点8向上运动，质点12、16还没有运动。（2）质点8向上运动，质点12向上运动，质点16还没有运动（3）质点8向下运动，质点12向下运动，质点16向上运动〖板书设计〗3.1波的形成1.波∶振动的传播称为波动，简称波。2.波的形成∶有波源振动，有传播的介质3.横波∶质点的振动方向与波的传播方向垂直。波峰、波谷。4.纵波∶质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。密部、疏