高二物理波的形成和传播_波的形成和传播条件
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[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和传播
一、教学目标
1、知识目标：
①知道直线上机械波的形成过程 ②知道什么是横波,波峰和波谷 ③知道什么是纵波,密部和疏部
④知道“机械振动在介质中传播，形成机械波”，知道波在传播运动形式的同时也传递了能量
2、能力目标：
①培养学生进行科学探索的能力 ②培养学生观察、分析和归纳的能力 ③培养学生的空间想象能力和思维能力 3．情感目标：
①培养学生细心、认真、一丝不苟做实验的品质，进而培养学生实事求是的科学态度和良好的工作作风
②培养学生互相团结、分工协作的团队精神
二、教学重点、难点分析
机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。解决方案：通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点，同时引导学生看书
三、教学方法
实验探索和计算机辅助教学
四、教具
丝带、波动演示箱、水平悬挂的长弹簧、音叉、计算机、投影仪、大屏幕、自制CAI课件
五、教学过程
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（－）引入新课
［演示］抖动丝带的一端，产生一列凹凸相间的波在丝带上传播（激发兴趣，引出课题）
在这个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。）
学生会列举水波、声波、无线电波、光波。教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。
水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。
【板书】机械波
（二）进行新课
现在学习第一节，波的形成和传播。【板书】
一、波的形成和传播
［演示］拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播； ［演示］敲击音叉，听到声音，这是声波在空气中传播（指明，虽然眼睛看不到波形，但它客观存在，也是疏密相间的波形）
（演示实验，进一步为学生提供感性认识，激发兴趣）
师生共同分析，得出波产生的条件：①波源，②介质。（为研究波的形成奠定基础）
波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）
【板书】实验探索
发放“探索波的形成和传播规律”的实验报告，进行实验探索并完成实验报告。实验目的：探索波的形成原因和传播规律
实验
（一），学生分组实验：每两人一条丝带（60cm左右），观察丝带上凹凸亿库教育网
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相间的波。
实验步骤：
（1）、将丝带一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在丝带上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。
（2）、在丝带上每隔大约2~3cm用墨水染上一个点，代表丝带上的质点。重复步骤（1）。观察丝带上的质点依次被带动着振动起来，振动沿丝带传播开去，在丝带上形成凹凸相间的波。
①思考：丝带的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？_________________如果将丝带剪断，后面的质点还能运动吗？___________ ②分析：丝带上凹凸相间的波形是怎样产生的？___________________（可以参阅课本第3页）
③观察丝带上的质点是否随波向远处迁移？__________ 实验
（二），观察波动演示器上凹凸相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）
实验步骤：
（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（表示各质点都处在平衡位置）
（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。（注意观察各个质点振动的先后顺序）
现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_______，从总体上看形成凹凸相间的波。
②各质点的振动沿________方向，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。
③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。实验
（三），观察弹簧上产生的疏密相间的波。
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实验步骤：
（1）、拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。（2）、在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤（1）。①观察:：红布条是否随波迁移？________说明了什么？_____________ ②分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？____________________（类比丝带上波产生的分析方法，锻炼学生的知识迁移能力）
实验
（四），观察波动演示器上疏密相间的波： 实验步骤：
（1）、逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（2）、顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。
现象：①后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻________，从总体上看形成疏密相间的波。
②各质点的振动沿________，波的传播沿_______方向，质点振动方向与波的传播方向_______。
③质点是否沿波的传播方向迁移？_______ 这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。分析实验得出结论：
①不论横波还是纵波，介质中各个质点发生振动并不随波迁移。因此，波传播的是_________________，而不是介质本身。
②波传来前，各个质点是静止的，波传来后开始振动，说明他们获得了能量。这个能量是从波源通过前面的质点传来的。因此：波是传递_________的一种方式。
【板书】
1、机械振动在介质中的传播，形成机械波。
2、机械波的分类：横波、纵波
3、波传播的是振动形式，是振动的能量。
师生双边活动，实验探索，总结规律。（从感性认识上升到理性认识，实现认识上的第一次飞跃。）
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（三）计算机辅助教学：
1、波的分类演示
2、横波的形成过程及传播规律
3、纵波的形成过程及传播规律（形象直观，巩固升华）
（四）知识应用：
1、课本中提到地震波既有横波，又有纵波。你能想象在某次地震时，位于震源正上方的建筑物，在纵波和横波分别传来时的振动情况吗？为什么？（从理性认识回到感性认识，实现认识的第二次飞跃）
2、本来是静止的质点，随着波的传来开始振动，有关这一现象的说法正确的有：
A、该现象表明质点获得了能量 B、质点振动的能量是从波源传来的C、该质点从前面的质点获取能量，同时也将振动的能量向后传递 D、波是传递能量的一种方式
E、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止 F、介质质点做的是受迫振动
（五）布置作业：
1、书面作业：列举生活中常见的有关机械波的例子（横波、纵波各一例）简述它们是如何形成的。（培养学生观察生活并用所学物理知识解决实际问题的能力和表达能力）
2、动脑作业：发生地震时，从地震源传出的地震波为什么能造成房屋倒塌、人员伤亡的事故？请用本节所学知识加以解释。（学以致用，巩固提高）
3、动手作业：制作简易的横波演示器。
使用大约24根饮料吸管，回形针，胶带纸。展开胶带纸，每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管两端各别上一个回形针。把胶带的一端挂在铁架台的横杆上，拨动上端（或下端）的吸管，使回形针左右振动，就可以看到横波的传播现象。（有亿库教育网
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兴趣的同学可以制作其他的实验器。）
（培养学生动手能力和团结协作的能力）
4、课外模拟波的形成：按照课本第4页图10—6，分组模拟波的形成。（培养学生的团队精神）（多种形式激发兴趣、提高能力）教后随感：
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
第十章
机械波
一、波的形成和传播
思考：日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？
一、波的形成和传播 •点击下图观看实验演示 绳波的形成过程：
1．绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力．
2．沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动． 3．振动的形式传播出去形成波．
二、横波
•点击下图观看实验演示 横波的特性：
1、横波：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波．
2、波峰：在横波中凸起的最高处叫做波峰．
3、波谷：在横波中凹下的最低处叫做波谷．
4、横波也叫凹凸波．
三、纵波
•点击下图观看实验演示 纵波的特性：
1、纵波：质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波．
2、密部：在纵波中，质点分布最密的地方叫做密部．
3、疏部：在纵波中，质点分布最疏的地方叫做疏部．
4、纵波也叫疏密波．
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三、声波和地震波
•声波是纵波.•地震波既有横波又有纵波．
四、机械波
1．介质和波源：介质——借以传播波的物质．波源——保持持续振动的物体． 2．机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波． 3．产生机械波的条件：同时存在振源和介质．
【注意】有振动不一定存在波，有波一定存在振动
4.机械波向外传播是振动形式的传播，介质中各质点不随波发生迁移．（1）当波在介质中传播时，各个质点均在自己的平衡位置附近振动．（2）在波的传播方向上各质点依次开始振动．
①各质点振动周期相同（由振源决定，即与振源振动周期相同）
②各质点刚开始振动的方向相同．
5．波是传递能量的一种方式
波向外传播的是振动的形式（向外传递信息和能量）．
五、波动与振动 1．区别
振动是一个质点的往复运动，而波动是介质中许多质点的集体运动．
2．联系
（1）都是周期性的运动：波动周期等于质点的振动周期．
（2）从构成介质的某一质点来看，所呈现的现象是振动，从构成介质的整体来看，所呈现的现象是波动．
（3）振动是形成波动的必要条件，但有振动不一定存在波动．
（4）波动是振动形式（信息）的传播过程．
•1．关于机械振动和机械波的关系，应是（）
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•A．有振动必有波 •B．有波必有振动
•C．有振动不一定有波 •D．有波不一定有振动
•2.波在传播过程中，正确的说法（）
A．介质中的质点随波迁移 B．波源的振动能置随波传递
C．振动质点的频率随着波的传播而减小 D．波源的能量靠振动质点的迁移随波传递
•3．机械波是______过程；形成机械波的条件是存在________和_________。
日常生活中，发现球掉入池塘里，能否通过往池塘丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？
解析：不能．向水中投入石块，水面受到石块的撞击开始振动，形成水波向四周传去．这是表面现象，实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移，所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动．
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