《3.3机械波案例分析》学历案

《3.3机械波案例分析》学历案【学习主题】高中沪教版（2019）选择性必修第一册第3章机械波3.3机械波案例分析（1课时）【设计者】[设计者姓名]【课标要求】理解机械波的传播特性，能够通过案例分析掌握机械波在不同情境下的表现与应用，并培养运用机械波知识解决实际问题的能力，体会物理学科中的科学思维与科学探究素养。【学习目标】1、在学习完本课时后，能说出至少三个机械波的传播特性，像波的传播方向、振动方向以及波长、频率和波速之间的关系。2、看到一个机械波的实际案例时，能准确分析出其中涉及到的机械波相关知识，比如能判断出波在传播过程中的能量传递情况。3、可以自己动手画简单的机械波传播示意图，正确表示出波峰、波谷、波长等关键要素，而且计算波速、波长或者频率等数值的时候不出错。4、遇到与机械波相关的实际问题，能跟小组成员一起讨论，提出解决问题的思路，像在分析地震波对建筑物影响的案例中，能想出如何减轻影响的办法。5、能讲述一个机械波在生活或者科技领域应用的小故事，并且把其中的机械波原理讲清楚，让同学们都能听懂。【评价任务】1、课堂提问：让同学们说出机械波的传播特性，看能不能说出至少三个（检测目标1）。2、案例分析作业：给出一些机械波的实际案例，让同学们进行分析，判断他们是否能准确找出其中的机械波知识（检测目标2）。3、画图与计算小测试：让同学们画机械波传播示意图并且计算相关数值，检查是否正确（检测目标3）。4、小组讨论表现：在小组讨论解决实际问题时，观察每个同学的参与度和提出的想法，判断是否符合要求（检测目标4）。5、故事分享：听同学们讲述机械波应用的故事，看是否能把原理讲清楚（检测目标5）。【学法建议】1、机械波就像一群小伙伴手拉手一起做运动，要想象每个质点的振动情况，这样有助于理解机械波的传播。2、把机械波的知识和实际生活中的现象联系起来，像水波、声波，看到这些就想想背后的机械波原理。3、在分析案例的时候，先把已知条件都找出来，再想想和机械波的哪些知识能挂上钩，这样解决问题就容易多了。4、小组讨论的时候，要认真听其他小伙伴的想法，说不定别人的一个点子就能让你豁然开朗。【学习过程】一、课前准备回顾：问题1：机械波是怎么产生的呢？问题2：机械波传播的是质点吗？如果不是，那传播的是什么呢？预习：思考1：你能想到哪些生活中的机械波现象？思考2：如果知道波速和频率，怎么计算波长呢？用你自己的话解释一下这个计算关系。二、课中学习（一）生活中的机械波现象导入1、老师先给大家讲个有趣的事儿。有一次我去海边玩，看到海浪一波一波地涌过来。我就想啊，这海浪其实就是一种机械波呢。那海浪的波峰和波谷是很明显的，波峰就是浪最高的地方，波谷就是浪最低的地方。而且我发现，离岸边近的海浪和远一点的海浪，它们的形状和传播速度好像有点不一样。我就好奇了，这背后的机械波原理是啥呢？（这时候就把同学们带入到机械波的思考情境中）2、然后让同学们分享一下自己在预习的时候想到的生活中的机械波现象。有的同学可能会说声波，像我们说话的时候声音传播出去就是声波这种机械波在起作用；还有的同学可能会说琴弦振动发出声音也是机械波的表现。（通过分享，激发同学们的学习兴趣）（二）机械波传播特性讲解1、老师开始正式讲解机械波的传播特性。就像刚刚我们说的海浪，机械波传播的时候，质点是在自己的平衡位置附近振动，而不是随着波一起传播。比如说，一个小浮标在海浪里，它是上下振动，而不是跟着海浪跑到岸上去了。（用形象的比喻让同学们理解质点的振动情况）2、我们再来说说波长、频率和波速之间的关系。这就好比是一个小团队里的分工合作。波长就像是每个队员之间的距离，频率呢就是每个队员做动作的快慢，波速就是整个团队前进的速度。它们之间的关系就是波速等于波长乘以频率。老师在黑板上写出来这个关系：波速=波长×频率，并且举个例子，如果一个机械波的波长是2米，频率是3赫兹，那波速就是6米每秒。让同学们自己也举几个这样的例子来计算一下，同桌之间互相检查（让同学们通过实际计算加深对关系的理解）。（三）案例分析1、给出一个地震波传播的案例。说有一个地方发生了地震，地震波向四周传播。那这个地震波里就包含了纵波和横波。老师先简单介绍一下纵波和横波的区别，纵波就像是弹簧一样，质点振动方向和波的传播方向是一致的；横波就像绳子上的波，质点振动方向和波的传播方向是垂直的。2、然后让同学们分组讨论，这个地震波在传播过程中会对建筑物有什么影响呢？比如说，纵波先到达建筑物的时候，建筑物会上下振动；横波到达的时候，建筑物会左右摇晃。那怎么减轻这种影响呢？每个小组讨论出一些办法来。有的小组可能会说加固建筑物的地基，让它更稳定；有的小组可能会说设计特殊的建筑结构，能够抵抗不同方向的振动。（通过案例分析，培养同学们解决实际问题的能力）3、在同学们讨论的过程中，老师在各个小组之间走动，听听同学们的想法，给一些小提示。比如说，提示同学们从机械波的能量传递角度去思考，地震波的能量怎么被建筑物吸收或者分散。4、讨论结束后，每个小组派一个代表来分享小组的讨论结果。其他小组的同学可以提问或者补充。老师最后总结，把同学们的想法和机械波的知识再结合起来，比如说，加固地基可以增加建筑物的固有频率，减少和地震波频率的共振可能性，这就涉及到机械波的频率知识。（四）机械波传播示意图绘制1、老师在黑板上画一个简单的机械波传播示意图，有波峰、波谷、波长等标记。然后让同学们自己动手画一个类似的机械波传播示意图，可以是横波也可以是纵波。2、在同学们画的过程中，老师提醒同学们注意波峰和波谷的形状，还有波长的表示方法。比如说，波长是相邻两个波峰或者波谷之间的距离，一定要画准确。3、画完之后，同桌之间互相检查，看看有没有画错的地方。老师再挑选几个同学的作品展示在黑板上，大家一起点评。如果有画错的地方，大家一起帮忙改正，这样同学们能更好地掌握机械波传播示意图的绘制方法。三、课后检测1、给出几个不同的机械波案例，像水波在池塘里传播、绳子上的横波传播等，让同学们分析每个案例中的机械波传播特性，包括波的类型（横波还是纵波）、波长、频率、波速等相关信息（检测目标2）。2、给一个机械波的部分数据，比如说波速和频率，让同学们计算波长。或者给波长和波速，让同学们计算频率（检测目标3）。3、布置一个小作文，让同学们讲述一个机械波在科技领域应用的故事，比如在超声检测中的应用，并且要详细说明其中的机械波原理（检测目标5）。【学后反思】1、让同学们回顾这一节课的学习内容，想想自己在机械波传播特性、案例分析、示意图绘制等方面有没有掌握好。如果有哪个部分还不太明白，写