物理人教版 (2019)波的形成表格教学设计

这是一份物理人教版 (2019)波的形成表格教学设计，共3页。教案主要包含了新课教学等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
高中物理
年级
高二年级
学期
秋季
课题
波的形成
教科书
书 名：高中物理选择性必修1
出版社：人民教育出版社 出版日期：2021年7月
教学目标
1、物理观念：知道机械波的概念，波的分类以及形成机械波的条件；
2、科学思维：通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传递能量和信息；
3、科学探究：能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程；
4、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。
教学内容
教学重点：
1、理解横波的产生过程，知道质点的振动形式。
2、波传播的是振动形式、能量和信息。
教学难点：
1、 理解机械波的形成过程，区分横波和纵波；
2、 通过观察实验进行分析机械波传播的特点。
教学过程
新课引入
任务一：观察生活中无处不在的波
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。
什么是波？
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。
实验观察：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。
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
波的形成
视频播放：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。
实验一：单独向上抖动一次。
实验二：连续向上、向下抖动长绳
实验三：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？
实验分析：通过三个实验观察发现，绳子上的各点只是在一定位置上下振动，没有向前运动，而振动这种形式却传播出去了。
任务二：探究绳波的产生和传播规律
波的形成 绳波模型
用动画演示来讲解波的形成：
问题1：每一点的起振方向与波源的起振方向相同吗？
问题2：波向前传播，各质点也向前传播吗？
问题3：各质点振动的周期（频率）相同吗？
根据问题总结波的产生和传播规律：
(1)各质点的起振方向与波源起振方向相同；
(2)质点只在平衡位置附近振动，不随波迁移；
(3)各质点的振动周期频率与振源振动周期频率相同。
绳波的形成示意图
为了清楚的描绘绳中质点的运动与波的传播关系，图中的小圆点代表绳中的质点，相邻质点之间有相互作用力，这个力使得一个质点的运动影响相邻质点的运动。质点P0在沿上下方向振动，依次带动质点P1、P2、 使他们也运动起来。若在1/4T时刻，质点P0到达最高点，则P2刚要开始运动，质点P0到达最高点后又开始下落，当T等于1/2T时，它又回到平衡位置，而这时P2刚刚到达最高点。质点P4又刚要开始运动，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P8的位置。我们描出不同时刻各质点的位置，显示出来的就是波的形状。
我们可以形象的把它比喻为一张集体照。
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。
任务三：分析机械波形成的条件
那么生活中的波都相同吗?我们来了解一下波的分类。
横波：刚才我们研究了绳子中传播的波，我们发现绳子上下振动波向右传播，两者方向相互垂直，质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫做横波。
凸起的最高处叫作波峰
凹下的最低处叫作波谷
视频演示：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。
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。
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。
发声体振动时在空气中产生的声波是纵波。
例如振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这部分空气变密，叉股又向另一侧振动时，又使这部分空气变得稀疏。这种疏密相接间的状态向外传播就形成声波。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。
任务四：分析机械波形成的条件
1、机械波∶机械振动在介质中的传播,形成了机械波
2、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
注意∶有机械振动不一定存在机械波，有机械波一定存在机械振动。
机械波传递的特点:
(1)介质中有机械波传播时,介质本身并不随波迁移,传播的只是振动形式。
(2)波是传递能量的一种方式。
(3)波可以传递信息。
学生活动：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。
【课堂小结】
【课外作业】同步练习
【总结与反思】
波动形成，内容相对比较少，但是却要学生有很强的想象力，才能够理解波的产生和传播过程。在上课时能够运动大量的动画或演示或学生亲自体会才能够加深印象。机械振动在弹性介质中的传播是个复杂的过程，为了和横波的起振过程相对于，纵波的起振也还是要讲解。
作者： 杭州市余杭第二高级中学 施云芳
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