机械波的形成与传播教学设计

PAGEPAGE6《机械波的形成和传播》教学设计北京九中肖伟华一、设计思想本节课遵守“以问题为中心”的设计思想，将本节课的核心知识转化为问题，围绕核心问题构建“问题链”，以问题为驱动力，引导学生参与课堂活动：观察现象、思考问题、动手探究、总结规律。通过个体、小组、集体活动，获取知识，构建核心概念，感受科学研究方法，提升探究能力，体验学习的乐趣。二、教材分析本章《机械波》是在《机械振动》的基础上讲述波的基本知识。波是一种非常重要而普遍的运动形式，机械波是后续学习电磁波、光波的基础。《波的形成与传播》一节是《机械波》的第一节，学好这一节的内容对后续课程波的描述、波的图象、波的各种特性至关重要，起着承上启下的作用。波是一种比较抽象的运动形式，波是怎样在介质中生成的，振动是怎样在介质中传播的，这是个形象而并不易懂的物理过程，是高中物理教学中的难点之一。本节教材对学生的理解能力、空间想象和逻辑推理能力及联系实际能力有较高的要求，它既需要学生能想象出大量质点同时又不同步的运动从整体上形成波的（空间传播）情景，又需要学生关注局部质点的运动，能从整体与局部的关系深刻理解机械波的实质。三、学生分析知识方面：学生完成了《机械振动》的学习，建立了机械振动的概念，认识了机械振动的规律，掌握了描述机械振动的方法，为学习机械波奠定了基础。前概念：学生在生活中接触过有关“波”的现象，能说出“声波、水波、无线电波、超声波、地震波、光波”等概念。这些前概念对本节内容的学习具有正迁移的作用，教学中要充分加以利用。能力方面：经过一年多的学习，学生具备了一定的观察能力，获得了相应的科学方法和科学思维的训练，具备了一定的实验和理论探究能力，具备了一定的逻辑思维能力。兴趣方面：学生对探究新的问题充满着强烈的好奇心和探究的欲望。总之，学习初步具备了学习机械波所需要的知识和能力。三、教学目标1、知识和技能：（1）能说出机械波的概念，知道产生机械波的条件。

（2）理解机械波是“振动形式的传播”，是传播信息和能量的一种方式。（3）能从局部和整体把握振动和波的关系。（4）知道横波和纵波的概念，知道波峰和波谷，密部和疏部的概念。2、过程与方法:(1）通过观察现象、动手实验，结合动画模拟，建立机械波的概念；(2）通过学生活动，结合模拟演示，理解机械波的实质。(3）通过问题解决落实所学知识，提升能力。3、情感、态度、价值观：（1）感受波在传播信息和预防灾害方面的作用。（2）理解科学知识的重要性，提升学习的兴趣。四、教学重点和难点1、教学重点：横波的形成与传播过程的规律。

2、教学难点：质点振动和波传播的关系。五、教学方法设计本节课采用问题引导与实验观察相结合的方法。在教学中通过演示实验、学生动手实验及多媒体课件创设形象化的动态情景，提出相关系列问题，引导学生进行观察、探究和讨论，回答相关问题，总结规律和结论，从而达成教学目标。在教学中渗透问题探究式学习，充分体现以学生为主的现代教学理念。六、教学过程设计一、创设情景，引入课题：1、教师演示实验：教师：敲击音叉，学生听到声音。教师：声音是如何发出的？又是通过什么方式传到人的耳朵里的？学生：音叉振动发出声音，通过声波传入人耳，引起听觉。教师：打开收音机，听到广播。教师：电台的人说话的声音是通过什么方式传播的？学生：无线电波。2、学生活动：学生：用笔尖点击水波槽平静的水面，观察水波的产生。教师：以上现象涉及了声波、无线电波、水波。那么什么是波？你还能说出那些波？学生可能答出：地震波、超声波、次声波、光波、引力波…教师：我们生活在一个波的世界，我们利用波来传播信息，控制飞船；但是地震波、海啸也会给人类带来巨大的破坏。我们需要认识波、研究波，掌握波的特性和规律，以便更好的利用它，并预防和减轻它造成的破坏。二、新课教学：1、初步认识机械波，了解机械波产生的条件，形成机械波的概念：提出问题：什么是机械波？机械波是怎么产生的？师生：分析声波的产生与传播：音叉的振动引起空气振动，空气又将这种振动传播出去。师生：分析水波的产生与传播：笔尖的振动引起水的振动，水又将这种振动传播出去。学生：观察绳波的产生与传播：手的抖动引起绳的振动，绳子又将这种振动传播出去。教师指出：声波、水波、绳波都是机械波。引导学生思考：怎样才能产生机械波？学生讨论、总结：首先要有引起振动的振源，其次要有传播振动的介质。振源引起振动，介质传播振动。教师：请大家总结声波、水波、绳波的共性，尝试给出机械波的概念。师生：振动在介质中传播，形成机械波。2、进一步研究机械波，认识机械波的传播规律规律和实质。提出问题：如何理解机械波？振动和波动是什么关系？1）结合学生活动和动画演示，回答系列问题，引导学生理解“波是振动形式的传播”，认识波传播的规律。介质为什么能传播振动？观察：绳波和声波的形成动画。发现：介质间存在弹性力。学生总结：介质中相邻的质点是靠着介质间的弹性力来传播振动的。波在传播时，介质随波迁移吗？介质如何运动？学生实验：观察水波槽中的水波，水波在传播时，水面上的纸屑如何运动？演示横波形成的模拟演示：波在传播过程中，质点如何运动？学生总结：质点在平衡位置做振动，不随波迁移。介质中质点的振动与波源的振动有什么关系？演示横波形成的模拟演示：关注各个质点运动情况与波源运动情况的关系。起振方向相同、振动周期相同、振幅相同。即：各质点都在重复波源的振动。为什么会看到凹凸相间的形式？质点起振时间不同，或者说振动的相位不同。在波的传播方向上，振动情况完全相同的质点，起振时间相隔多少？依次相差一个周期。在波的传播方向上，振动情况完全相同的质点，空间距离有何规律？间隔相同。这个间隔我们成为波长，用字母λ表示。请给出波长的定义。在波动中，相邻的、振动情况总是相同的两个质点间的距离，叫做波长。波长描述的是波在空间分布上的周期性。2）结合具体事例，引导学生理解“波是传播信息和能量的方式”。①通过语言交流②看电视③照“B超”教师：以上事例说明什么？学生：波能传播信息地震海啸教师：以上事例说明什么？学生：波能传播能量。教师：波是传递能量的一种方式。3、认识横波和纵波。教师：演示横波的形成，学生观察。教师：波的传播方向?质点的振动方向？它们是什么关系？学生：波向右传播，质点上下振动，波的传播方向与质点振动方向垂直。教师：我们把波的传播方向与质点振动方向垂直的波称为横波。教师：引导学生认识波峰与波谷。教师：演示弹簧波，学生观察。教师：波的传播方向？质点的振动方向？它们是什么关系？学生：在同一条直线上。教师：结合纵波形成课件，引导学生认识纵波、密部与疏部。教师：指出绳波是横波，弹簧波和空气中传播的声波都是纵波，地震波既有横波又有纵波。4、引导学生总结分析：机械振动与机械波的区别与联系，进一步认识机械波。学生：机械振动是研究是单一质点的振动过程。

学生：机械波研究的是多个质点的同时振动过程。教师：为什么会出现“凹凸相间”或“疏密相间”的形式的波的传播呢?学生：从局部来看，每一个质点都在做振动，从整体来看，每一个质点在振动中并不是同时的，而是在时间上依次有一定的落后，存在一定的规律，从而形成波的形式。教师：振源引起的振动，由于介质的弹性作用，引起相邻质点的振动，又引起更远的质点振动，最后，介质中所有的质点都开始做受迫振动，重复振源的振动形式。我们把这个过程概括成：“前带后，后跟前，时间上落后一点”。由于介质的弹性作用，波在传递振动这种运动形式的同时，把波源的能量也传递了出去。这就是机械波。三、小结与反馈：教师：这节课你学到了什么？学生：教师：还有什么疑问？学生：教师：请同学们完成以下问题：1、如图是某绳波形成过程的示意图，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端。t=0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是（）A．质点6开始振动时的运动方向向下B．时质点6的加速度方向向上C．时质点10的运动方向向上D．时质点16开始运动t=0t=0左t=0t=0左右1234567891011121314151617181209t=T/40t=T/40t=T/20t=T/20t=3T/40t=3T/40t=Tt=Tt=2Tt=2T将传播中的波定格，判断此时某一质点的振动方向观察波的传播，指出一段时间后质点的位置及运动的距离。波传播的距离。区别质点运动的距离与波传播的距离。四、板书设计一、机械波的形成1、振源：引起振动2、介质：传播振动

3、机械波：振动在介质中的传播叫做机械波。二、机械波的传播1、机械波是振动形式的传播。2、机械波是传递信息与能量的方式。三、横波与纵波1、横波：质点振动方向与波的传播方向垂直2、纵波：质点振动方向与波的传播方向一致四、机械振动与机械波1、机械振动：单个质点的振动过程2、机械波：大量质点的振动。“前带后，后跟前，时间上依次落后一点”。3、振动引起波动，波传播振动。五、作业：问题与练习：1—3题。学案：巩固与练习：在基本完成教学任务后，通过三个题目，来检验学生对本节课内容的掌握程度。第一题关于机械振动与机械波的区别。第二题关于机械波的概念问题。第三题关于机械波与机械振动的综合性问题。1、关于振动和波的下列说法中正确的是（）

A、物体做机械振动一定产生机械波

B、介质中有机械波传播，其中介质质点一定在做机械振动

C、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止

D、介质中每一个质点开始振动的方向一定和振源开始振动的方向相同2、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）

A、质点振动的