波的形成和傳播

時間：2023-05-02 04:25:17 物理教案我要投稿

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波的形成和傳播

教學(xué)目標

知識目標

1、知道直線上機械波的形成過程．

2、知道什么是橫波，知道波峰和波谷；知道什么是縱波，知道疏部和密部．

3、知道"機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機械波"．知道波在傳播運動形成的同時也傳遞了能量．

4、通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能明白用語言交流是利用聲波傳遞信息等生活中的機械波．

能力目標

培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察能力以及對科學(xué)的探究精神．

教學(xué)建議

本節(jié)重點是理解形成機械波的物理過程；學(xué)習(xí)中掌握振動質(zhì)點的運動只在平衡位置附近振動，并不隨波遷移。知道橫波和縱波的區(qū)別是波形不同，橫波有波峰、波谷，而縱波有疏部和密部．認真分析下列問題：

1、機械波能離開媒質(zhì)向外傳播嗎?

(解答)不能．機械波一定要依賴媒質(zhì)才能傳播，若沒有媒質(zhì)，相鄰質(zhì)點間的相互作用就不能發(fā)生，前一個質(zhì)點就不能帶動后一質(zhì)點振動，所以振動形式無法傳播出去．

2、日常生活中，發(fā)現(xiàn)球掉入池塘里，能否通過往池塘丟人石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊呢?

（解答）不能．向水中投入石塊，水面受到石塊的撞擊開始振動，形成水波向四周傳去．這是表面現(xiàn)象，實際上水波向四周傳播而水只是上下振動并不向外遷移，所以球也僅僅是上下振動而不會向岸邊運動．

教學(xué)設(shè)計示例

（一）教學(xué)目標

1、明確機械波的產(chǎn)生條件；掌握機械波的形成過程及波動傳播過程的特征。

2、了解機械波的種類極其傳播特征；掌握描述機械波的物理量(波長、頻率、周期、波速)。

3、要注意觀察演示實驗，對波的產(chǎn)生條件及形成過程有較深刻的理解，同時要求學(xué)生認真分析課本的插圖。

4、通過學(xué)習(xí)機械波使學(xué)生能解釋生活中的現(xiàn)象。

（二）教學(xué)重點：機械波的形成過程及描述；

（三）教學(xué)難點：機械波的形成過程及描述。

（四）教學(xué)用具：

1、演示繩波的形成的長繩；并用課件展示。

2、橫波、縱波演示儀；并用課件展示。

3、用幻燈展示機械波。

（五）教學(xué)過程

引入新課

我們已學(xué)習(xí)過機械振動，它是描述單個質(zhì)點的運動形式，這一節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點構(gòu)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運動形式——機械波。

1、機械波的產(chǎn)生條件

演示——水波：教師用幻燈機做實驗：使平靜的水面振動，會看到水面上一圈圈起伏不平的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。

演示——繩波：用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向繩的另一端傳播出去，形成繩波。

以上兩種波都可以叫做機械波。

教師提問：水波離開水能看到上面的現(xiàn)象嗎？繩波離開繩行嗎？

學(xué)生回答：不行。

教師提問：當(dāng)振動停止后我們又看到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生回答：傳出去的仍然在傳播，以后水（繩）都靜止不動了。

請學(xué)生總結(jié)：（教師可引導(dǎo)）

(1)機械波的概念：機械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機械波

(2)機械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。

振源——產(chǎn)生機械振動的物質(zhì)，如在繩波中的手的不停抖動就是振源。

介質(zhì)——傳播振動的媒質(zhì)，如繩子、水。

2、機械波的形成過程（用課件把繩波的運動展示）

(1)介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無數(shù)個質(zhì)點彈性連接而成，可以想象為(圖1所示)

(2)機械波的形成過程：

由于相鄰質(zhì)點間力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點發(fā)生振動時，就會帶動周圍的質(zhì)點振動起來，從而使振動向遠處傳播。例如：圖2表示繩上一列波的形成過程。圖中1到18各小點代表繩上的一排質(zhì)點，質(zhì)點間有彈力聯(lián)系著。圖中的第一行表示在開始時刻(t＝0)各質(zhì)點的位置，這時所有質(zhì)點都處在平衡位置。其中第一個質(zhì)點受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運動，設(shè)振動周期為T，則第二行表示經(jīng)過了T／4時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點1已達到最大位移，正開始向下運動；質(zhì)點2的振動較質(zhì)點1落后一些，仍向上運動；質(zhì)點3更落后一些，此時振動剛傳到了質(zhì)點4。第三行表示經(jīng)過了T／2時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點1又回到平衡位置，并繼續(xù)向下運動，質(zhì)點4剛到達最大位移處，此時振動傳到了質(zhì)點7。依次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過3T／4、和5T／4后的各質(zhì)點的位置，并分別顯示了各個對應(yīng)時刻所有質(zhì)點所排列成的波形。

教師講解后，請學(xué)生討論機械波在傳播過程中的特點：

3、對機械波概念的理解

(1)機械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點的一種共同運動形式；

(2)當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動時，各個質(zhì)點在各自的平衡位置附近往復(fù)運動，質(zhì)點本身并不隨波遷移，機械波向外傳播的只是機械振動的形式(演示橫波演示器)；

(3)波是傳播能量的一種方式。

4、波的種類：

按波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。

(1)橫波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。

波形特點：凸凹相間的波紋(觀察橫波演示器)，

叫起伏波。如圖3波形所示。

(2)縱波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。

波形特點：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖4波形所示。