上海地區(qū)優(yōu)秀高一物理 第四章 E 機(jī)械波的描述教案 滬科版

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1、 高考資源網(wǎng)第四章 E 機(jī)械波的描述 一、教學(xué)任務(wù)分析 機(jī)械波的描述是在學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動、機(jī)械振動和機(jī)械波以后，對機(jī)械運(yùn)動的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，關(guān)于波的概念也是今后學(xué)習(xí)交流電、電磁波等內(nèi)容的基礎(chǔ)。 學(xué)習(xí)機(jī)械波的描述需要勻速圓周運(yùn)動、機(jī)械振動和機(jī)械波以及勻速直線運(yùn)動的知識為基礎(chǔ)。高考資源網(wǎng) 通過有關(guān)“波”的錄像揭示波在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也引出如何描述波的課題。 通過繩波演示和相應(yīng)多媒體課件的演示，揭示機(jī)械波的產(chǎn)生過程，在此基礎(chǔ)上引人機(jī)械波的圖像。 聯(lián)系勻速圓周運(yùn)動、機(jī)械振動等周期性運(yùn)動，通過DIS實(shí)驗(yàn)（或演示多媒體課件），從分析、比較波形圖中波形的分布和

2、重復(fù)，歸納得出波速、波長、頻率等概念；根據(jù)機(jī)械波傳播的特點(diǎn)，聯(lián)系勻速直線運(yùn)動的的規(guī)律，得出波速、波長、頻率三者之間的的關(guān)系：v =λf。 通過課內(nèi)學(xué)習(xí)訓(xùn)練鞏固對波速、波長、頻率的關(guān)系的理解。 本節(jié)課的教學(xué)要鼓勵(lì)學(xué)生主動參與，在概念形成過程中，讓學(xué)生感受到分析、比較、歸納、演繹等科學(xué)方法的應(yīng)用，感悟觀察、實(shí)驗(yàn)對形成概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要作用。 二、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 （1）理解機(jī)械波的圖像。 （2）知道描述機(jī)械波的物理量波速、波長、頻率和周期。 （3）理解波速、波長、頻率的關(guān)系。 2、過程與方法 （1）通過對波形圖的認(rèn)知過程，明白正確的觀察在建立概念過程中的重要作用。 （

3、2）通過對波速、波長、頻率的關(guān)系探究過程，感受根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行分析、比較和歸納是探究物理規(guī)律的重要方法之一。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）通過對有關(guān)“波”的錄像的觀察，感悟物理源于生活，從而重視對生活中物理現(xiàn)象的觀察。 （2）通過對繩波的觀察、探索，并由此得出波速、波長、頻率的關(guān)系，感悟物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，從而認(rèn)真觀察演示實(shí)驗(yàn)，自覺進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。 三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：波速、波長、頻率的概念及三者之間的關(guān)系。 難點(diǎn)：機(jī)械波的圖像。 四、教學(xué)資源 1、器材：DIS實(shí)驗(yàn)設(shè)備、長繩。 2、錄像：“泰坦尼克”號被冰山撞沉、海洋漁業(yè)勘測等。 3、課件：機(jī)械波的形成。

4、 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思路 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括兩個(gè)部分：一是機(jī)械波的圖像；二是波速、波長、頻率的概念以及三者之間的關(guān)系。 本設(shè)計(jì)的基本思路是：以DIS實(shí)驗(yàn)、多媒體課件演示為基礎(chǔ)，通過觀察機(jī)械波形成過程引人波形圖，然后從分析、比較波形圖中波形的分布和重復(fù)，歸納得出波速、波長、頻率等概念；根據(jù)機(jī)械波傳播的特點(diǎn)，聯(lián)系勻速直線運(yùn)動的的規(guī)律，得出波速、波長、頻率三者之間的的關(guān)系：v =λf。 本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是：波速、波長、頻率的概念及三者之間的關(guān)系。方法是：利用多媒體課件演示繩波的產(chǎn)生過程，引導(dǎo)、組織學(xué)生進(jìn)行討論、交流，通過分析、比較，歸納出描述機(jī)械波的物理量?——波速、波長、頻率，然后讓學(xué)生通過DI

5、S實(shí)驗(yàn)（或演示實(shí)驗(yàn)、課件）探究波速、波長、頻率的關(guān)系，再運(yùn)用圖像法等處理數(shù)據(jù)的手段歸納出波速、波長、頻率的定量關(guān)系。 本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是：機(jī)械波的圖像。方法是：通過繩波產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)演示、多媒體課件對機(jī)械波產(chǎn)生過程的動態(tài)過程和瞬態(tài)的模擬展示，讓學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，通過分組討論、交流，通過分析、比較，建立波形圖的概念。 對部分有興趣的學(xué)生還可提供有關(guān)多普勒效應(yīng)方面的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。教師可根據(jù)學(xué)校和學(xué)生的具體情況，由部分有興趣的學(xué)生以小組形式進(jìn)行課外拓展探究，教師應(yīng)在背景資料搜集、探究目標(biāo)制定、研究方法選擇等方面發(fā)揮指導(dǎo)作用，注意不要因此加重學(xué)生的負(fù)擔(dān)。 本設(shè)計(jì)首先通過對錄像的觀察，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興

6、趣；然后通過實(shí)驗(yàn)、多媒體演示等教學(xué)活動，使學(xué)生充分感受知識獲得的過程，感悟物理學(xué)研究的方法，逐步養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容約需2課時(shí)。 六、教學(xué)流程 1、教學(xué)流程圖 *情景II 拓展聯(lián)想 波速、波長、頻率 的關(guān)系 活動III 學(xué)習(xí)訓(xùn)練 情景I 錄像 設(shè)問 活動I 實(shí)驗(yàn)演示 課件演示 活動II DIS實(shí)驗(yàn) 機(jī)械波 的圖像 2、流程圖說明 情景I 錄像，設(shè)問 錄像“泰坦尼克”號被撞沉、海洋漁業(yè)勘測等。 通過錄像揭示有關(guān)“波”在現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用的信息，從人文教育的角度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也使學(xué)生

7、對“從生活到物理”產(chǎn)生深刻印象。 活動I 演示實(shí)驗(yàn)，課件演示 包括繩波實(shí)驗(yàn)和課件演示兩部分。 通過繩波的演示，再應(yīng)用課件演示揭示機(jī)械波的產(chǎn)生過程，在此基礎(chǔ)上引人機(jī)械波的圖像。教學(xué)時(shí)注意學(xué)生的觀察力的培養(yǎng)，并對學(xué)生的觀察給予激勵(lì)性評價(jià)。 活動II DIS實(shí)驗(yàn) 為DIS實(shí)驗(yàn)探究活動（也可以用傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)或課件代替。）。 通過DIS實(shí)驗(yàn)（或傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)、課件演示）探究活動培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并在此基礎(chǔ)上引人機(jī)械波波速、波長、頻率的關(guān)系：v =λf。 活動III 學(xué)習(xí)訓(xùn)練 通過課內(nèi)學(xué)習(xí)訓(xùn)練鞏固對波速、波長、頻率的關(guān)系的的理解。 *情景II 拓展聯(lián)想 有關(guān)多普勒效應(yīng)的錄像

8、資料或課件。 這部分內(nèi)容屬于拓展型課程的選學(xué)內(nèi)容，對部分有興趣的學(xué)生提供探究的課題。 3、教學(xué)主要環(huán)節(jié) 本本設(shè)計(jì)可分為四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。 第一環(huán)節(jié)，通過情景導(dǎo)入、演示實(shí)驗(yàn)和多媒體課件演示，建立波的圖像的概念。 第二環(huán)節(jié)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)和多媒體演示，通過交流、討論，建立波速、波長、頻率的概念，進(jìn)而導(dǎo)出三者之間的的關(guān)系。 第三環(huán)節(jié)，通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練幫助學(xué)生正確理解波速、波長、頻率的關(guān)系。 * 第四環(huán)節(jié)，通過有關(guān)多普勒效應(yīng)的錄像，對部分有興趣的學(xué)生提供探究的課題。 七、教案示例（教學(xué)實(shí)錄） 執(zhí)教：奉賢區(qū)景秀高中 宋佩紅 趙娣霞 教 學(xué) 過 程 點(diǎn) 評 一、錄像導(dǎo)入： 學(xué)生活動

9、：觀看“泰坦尼克”沉船片段。 教師：這是一個(gè)歷史上的悲劇，同學(xué)們說一說如果在現(xiàn)代的話，這樣的悲劇能不能避免呢？若可以又如何去避免呢？ 學(xué)生躍躍欲試，通過自己查找的資料，讓學(xué)生發(fā)表自己見解。很多同學(xué)提到可以用激光探測，或者其它的探測儀探測船的前面有沒有障礙物。 教師：同學(xué)們的思維很活躍，回答也很精彩，這些探測儀其實(shí)都利用了波，人們是如何利用波工作的呢？這節(jié)課我們一起來探討吧。 二、實(shí)驗(yàn)探究和課件演示 演示：在講臺桌上放好一根長繩，讓一個(gè)同學(xué)手握住一端靜止不動，另一個(gè)同學(xué)握住另一端讓其上下振動，請同學(xué)描繪一下所看到的現(xiàn)象。 學(xué)生：隨著手的上下抖動，繩上有凹凸波形向前傳播。 教師：觀察

10、，思考這列撥是如何產(chǎn)生和傳播的？ 學(xué)生思考后，小組充分討論，一位學(xué)生代表發(fā)言。 教師：機(jī)械波形是怎樣的？ 課件演示：演示一列繩波 要求學(xué)生畫出某一時(shí)刻看到的機(jī)械波的形狀并展示幾位同學(xué)的圖像。 （使用課件“機(jī)械波的描述.swf”說明） 如果我們在波源開始振動后的某一時(shí)刻對其拍一張照片，就能得到該時(shí)刻的機(jī)械波的形狀。 如果在這個(gè)波形上再添上坐標(biāo)系： 橫坐標(biāo) x ：波上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置。 縱坐標(biāo) y ：表示某一時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移。這樣就組成了該時(shí)刻的機(jī)械波的圖像，簡稱波形圖。 （使用課件“簡諧振動（分析）.exe”說明） 波形圖與振動圖像的相似之處及區(qū)別：（啟發(fā)學(xué)生一

11、起找） 相似處 ： 簡諧波的波形圖 與 簡諧振動的振動圖像 都是正弦曲線。 區(qū)別： 波形圖 振動圖像 水平坐標(biāo)軸： x t 質(zhì)點(diǎn)數(shù)量： 無數(shù)個(gè) 1個(gè) 時(shí)間： 某時(shí)刻，隨時(shí)間發(fā)生平移 一段時(shí)間，隨時(shí)間增添 教師：要想知道波從A傳到B這段距離需要多長時(shí)間，我們還需要什么物理量呢？ 學(xué)生充分思考，討論交流。學(xué)生代表回答。 思考討論： 1、為什么繩波上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動頻率和周期都相同呢？ 2、為什么經(jīng)過特定的時(shí)間振動形式可以從第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳到第二個(gè)質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)傳播的快慢由誰決定？ 3、為什么經(jīng)過一個(gè)周期振動形式傳到第13個(gè)點(diǎn)，而不是其他質(zhì)點(diǎn)呢？ 學(xué)生分組討論后，

12、小組交流發(fā)言。 教師：很好。機(jī)械波的速度我們就用一個(gè)新的物理量來表示： 板書：1、波速（v）： （1）物理意義：用來描述機(jī)械波的傳播快慢的物理量。 教師：仿照前面學(xué)的速度的定義式，用數(shù)學(xué)表達(dá)式怎樣來表示波速呢？ 學(xué)生：有學(xué)生回答 板書：（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式： 單位： m/s 教師：慢慢演示繩波的傳播，讓學(xué)生觀察波源在振動一個(gè)周期時(shí)波的傳播特點(diǎn)，以及一個(gè)周期以后以后波的傳播特點(diǎn)。 波的傳播方向 學(xué)生：思考，交流，討論。 3—4個(gè)學(xué)生回答，波源振動一個(gè)周期，波向前傳播的距離是一定的，當(dāng)傳播一個(gè)周期以后波的形狀就重復(fù)前面的波形。 教師：我們給波在一個(gè)周期內(nèi)

13、傳播的一定距離給它一個(gè)新的物理量叫波長。 λ λ 板書：2、波長（λ）： （1）物理意義：波源振動一個(gè)周期（T），波向前傳播的距離； （使用課件“機(jī)械波的描述.swf”說明波源振子全振動一次所需時(shí)間與傳播一波長所需時(shí)間相同） 教師：若振動周期T一定，那么波速越大，波長會怎樣？ 學(xué)生：越大。 教師：波長的大小用數(shù)學(xué)表達(dá)式怎樣表示呢？ 學(xué)生：（思考） 可能是vT吧？ 教師：很好??！ 板書：（2）數(shù)學(xué)表達(dá)式： 單位：m 教師：大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機(jī)械波傳播一個(gè)波長后就會出現(xiàn)重復(fù)的波形，那么有這樣的規(guī)律我們就很容易在波的圖像中找到一個(gè)波長了。展示學(xué)生畫的圖像，老師給出不同的點(diǎn)，要求學(xué)

14、生找到一個(gè)波長的距離。 師生：總結(jié)，橫波中波峰（波谷）與相鄰一個(gè)波峰（波谷）的距離就是一個(gè)波長。 教師：由于波的周期就是有波源的振動周期決定的，所以波的周期就是T，波的頻率f怎樣表示呢？ 學(xué)生： 板書：（3） 頻率（）： 單位：Hz 教師：有上面的物理量及相應(yīng)的關(guān)系，那么波長、波速、頻率的關(guān)系你能推導(dǎo)出來嗎？ 學(xué)生： 板書：（4）關(guān)系式： ， ， 教師：注意點(diǎn)：波源的振動不變化，那么波的周期與頻率就保持不變；波在不同種介質(zhì)中傳播，波速要變化。 演示：波動（橫波、縱波）演示器，觀察、分析各時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況。 三、運(yùn)用實(shí)例： 例1：如圖曲線表示一

15、列簡諧波在某一時(shí)刻的波形，已知波沿x軸負(fù)方向傳播，波 y/cm x/m 2 4 10 -10 0 A B v 速v =1m/s，求： （1）波長和周期； （2）畫出質(zhì)點(diǎn)A、B的振動方向； （3）畫出經(jīng)過1s后的波形。 例2：有學(xué)生從圖中讀出波的波長，利用，，學(xué)生練習(xí)交流。 例3：舉例生活中聲音的傳播，一定距離時(shí)多長時(shí)間能聽到對方的聲音。利用。 回憶光在真空中的傳播速度，聲音在常見介質(zhì)中的傳播速度，老師和學(xué)生共同解答本題。 四、拓展聯(lián)想： 課件多普勒效應(yīng)。 課外探究活動： 【探究課題】驗(yàn)證多普勒效應(yīng)。 【探究目的】加深理解多普勒效應(yīng)，鍛煉學(xué)生自己動

16、手實(shí)驗(yàn)的能力。 【組織形式】學(xué)生小組（2～5人）活動。 【總體設(shè)計(jì)】2～5人為一組，設(shè)計(jì)驗(yàn)證多普勒效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，注意利用現(xiàn)有條件。 【活動過程】具體實(shí)驗(yàn)過程可由學(xué)生依據(jù)自己的實(shí)際情況確定。 五、學(xué)習(xí)訓(xùn)練： 學(xué)生課后練習(xí)：課文P12《訓(xùn)練與應(yīng)用》4、5題。 通過課前布置的查找資料以及上課時(shí)的冰山沉船事件的觀看，激發(fā)學(xué)生的探求欲望，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的社會責(zé)任感。 雖然學(xué)生有很多的經(jīng)驗(yàn)，但到了課堂上還是要給予機(jī)會再次體驗(yàn)，落實(shí)“以物講理”的教學(xué)方式。 給予學(xué)生充分的交流發(fā)言的機(jī)會，“大家談”的探討方式。 多媒體的演示可以動。

17、 由接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃荧@取式學(xué)習(xí)，通過創(chuàng)設(shè)物理情景，制造懸念，通過引導(dǎo)、啟發(fā)、討論從而進(jìn)行探究，建立正確的波及相關(guān)的物理概念。學(xué)生在獲取知識的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)能力。 由于學(xué)校條件限制，不能開展DIS實(shí)驗(yàn)，但通過傳統(tǒng)的的實(shí)驗(yàn)和生活物理現(xiàn)象、課外的資料查閱彌補(bǔ)了一些缺憾。學(xué)生的能力也有一定的提高。 學(xué)生在圖中自己尋找能夠描述機(jī)械波的物理量，鍛煉了學(xué)生的觀察、分析和歸納能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。 三個(gè)題目有不同的層次要求，滿足了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。 “以物講理”的再次體現(xiàn)，通過學(xué)習(xí)后把知識運(yùn)用到實(shí)踐中。 課外拓展的實(shí)驗(yàn)探究是課堂知識的進(jìn)一步延伸。