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

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1、 高考資源網(wǎng)第四章 E 機械波的描述 一、教學任務分析 機械波的描述是在學習了勻速圓周運動、機械振動和機械波以后，對機械運動的進一步學習，關于波的概念也是今后學習交流電、電磁波等內容的基礎。 學習機械波的描述需要勻速圓周運動、機械振動和機械波以及勻速直線運動的知識為基礎。高考資源網(wǎng) 通過有關“波”的錄像揭示波在現(xiàn)實生活中的應用，激發(fā)學生的學習興趣，同時也引出如何描述波的課題。 通過繩波演示和相應多媒體課件的演示，揭示機械波的產(chǎn)生過程，在此基礎上引人機械波的圖像。 聯(lián)系勻速圓周運動、機械振動等周期性運動，通過DIS實驗（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，歸納得出波速、波長、頻率等概念；根據(jù)機械波傳播的特點，聯(lián)系勻速直線運動的的規(guī)律，得出波速、波長、頻率三者之間的的關系：v =λf。 通過課內學習訓練鞏固對波速、波長、頻率的關系的理解。 本節(jié)課的教學要鼓勵學生主動參與，在概念形成過程中，讓學生感受到分析、比較、歸納、演繹等科學方法的應用，感悟觀察、實驗對形成概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的重要作用。 二、教學目標 1、知識與技能 （1）理解機械波的圖像。 （2）知道描述機械波的物理量波速、波長、頻率和周期。 （3）理解波速、波長、頻率的關系。 2、過程與方法 （1）通過對波形圖的認知過程，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、頻率的關系探究過程，感受根據(jù)實驗事實進行分析、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)度與價值觀 （1）通過對有關“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、頻率的關系，感悟物理學是一門以實驗為基礎的科學，從而認真觀察演示實驗，自覺進行物理實驗。 三、教學重點和難點 重點：波速、波長、頻率的概念及三者之間的關系。 難點：機械波的圖像。 四、教學資源 1、器材：DIS實驗設備、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：機械波的形成。

4、 五、教學設計思路 本設計的內容包括兩個部分：一是機械波的圖像；二是波速、波長、頻率的概念以及三者之間的關系。 本設計的基本思路是：以DIS實驗、多媒體課件演示為基礎，通過觀察機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，歸納得出波速、波長、頻率等概念；根據(jù)機械波傳播的特點，聯(lián)系勻速直線運動的的規(guī)律，得出波速、波長、頻率三者之間的的關系：v =λf。 本設計要突出的重點是：波速、波長、頻率的概念及三者之間的關系。方法是：利用多媒體課件演示繩波的產(chǎn)生過程，引導、組織學生進行討論、交流，通過分析、比較，歸納出描述機械波的物理量?——波速、波長、頻率，然后讓學生通過DI

5、S實驗（或演示實驗、課件）探究波速、波長、頻率的關系，再運用圖像法等處理數(shù)據(jù)的手段歸納出波速、波長、頻率的定量關系。 本設計要突破的難點是：機械波的圖像。方法是：通過繩波產(chǎn)生的實驗演示、多媒體課件對機械波產(chǎn)生過程的動態(tài)過程和瞬態(tài)的模擬展示，讓學生在觀察的基礎上，通過分組討論、交流，通過分析、比較，建立波形圖的概念。 對部分有興趣的學生還可提供有關多普勒效應方面的學習指導。教師可根據(jù)學校和學生的具體情況，由部分有興趣的學生以小組形式進行課外拓展探究，教師應在背景資料搜集、探究目標制定、研究方法選擇等方面發(fā)揮指導作用，注意不要因此加重學生的負擔。 本設計首先通過對錄像的觀察，激發(fā)學生的學習興

6、趣；然后通過實驗、多媒體演示等教學活動，使學生充分感受知識獲得的過程，感悟物理學研究的方法，逐步養(yǎng)成良好的學習習慣。 完成本設計的內容約需2課時。 六、教學流程 1、教學流程圖 *情景II 拓展聯(lián)想 波速、波長、頻率 的關系 活動III 學習訓練 情景I 錄像 設問 活動I 實驗演示 課件演示 活動II DIS實驗 機械波 的圖像 2、流程圖說明 情景I 錄像，設問 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“波”在現(xiàn)實生活中應用的信息，從人文教育的角度激發(fā)學生的學習興趣，同時也使學生

7、對“從生活到物理”產(chǎn)生深刻印象。 活動I 演示實驗，課件演示 包括繩波實驗和課件演示兩部分。 通過繩波的演示，再應用課件演示揭示機械波的產(chǎn)生過程，在此基礎上引人機械波的圖像。教學時注意學生的觀察力的培養(yǎng)，并對學生的觀察給予激勵性評價。 活動II DIS實驗 為DIS實驗探究活動（也可以用傳統(tǒng)演示實驗或課件代替。）。 通過DIS實驗（或傳統(tǒng)演示實驗、課件演示）探究活動培養(yǎng)學生的科學探究能力，并在此基礎上引人機械波波速、波長、頻率的關系：v =λf。 活動III 學習訓練 通過課內學習訓練鞏固對波速、波長、頻率的關系的的理解。 *情景II 拓展聯(lián)想 有關多普勒效應的錄像

8、資料或課件。 這部分內容屬于拓展型課程的選學內容，對部分有興趣的學生提供探究的課題。 3、教學主要環(huán)節(jié) 本本設計可分為四個教學環(huán)節(jié)。 第一環(huán)節(jié)，通過情景導入、演示實驗和多媒體課件演示，建立波的圖像的概念。 第二環(huán)節(jié)，根據(jù)實驗和多媒體演示，通過交流、討論，建立波速、波長、頻率的概念，進而導出三者之間的的關系。 第三環(huán)節(jié)，通過學習訓練幫助學生正確理解波速、波長、頻率的關系。 * 第四環(huán)節(jié)，通過有關多普勒效應的錄像，對部分有興趣的學生提供探究的課題。 七、教案示例（教學實錄） 執(zhí)教：奉賢區(qū)景秀高中 宋佩紅 趙娣霞 教 學 過 程 點 評 一、錄像導入： 學生活動

9、：觀看“泰坦尼克”沉船片段。 教師：這是一個歷史上的悲劇，同學們說一說如果在現(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？ 學生躍躍欲試，通過自己查找的資料，讓學生發(fā)表自己見解。很多同學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：同學們的思維很活躍，回答也很精彩，這些探測儀其實都利用了波，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、實驗探究和課件演示 演示：在講臺桌上放好一根長繩，讓一個同學手握住一端靜止不動，另一個同學握住另一端讓其上下振動，請同學描繪一下所看到的現(xiàn)象。 學生：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？ 學生思考后，小組充分討論，一位學生代表發(fā)言。 教師：機械波形是怎樣的？ 課件演示：演示一列繩波 要求學生畫出某一時刻看到的機械波的形狀并展示幾位同學的圖像。 （使用課件“機械波的描述.swf”說明） 如果我們在波源開始振動后的某一時刻對其拍一張照片，就能得到該時刻的機械波的形狀。 如果在這個波形上再添上坐標系： 橫坐標 x ：波上各質點的平衡位置。 縱坐標 y ：表示某一時刻各質點偏離平衡位置的位移。這樣就組成了該時刻的機械波的圖像，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 水平坐標軸： x t 質點數(shù)量： 無數(shù)個 1個 時間： 某時刻，隨時間發(fā)生平移 一段時間，隨時間增添 教師：要想知道波從A傳到B這段距離需要多長時間，我們還需要什么物理量呢？ 學生充分思考，討論交流。學生代表回答。 思考討論： 1、為什么繩波上每一個質點的振動頻率和周期都相同呢？ 2、為什么經(jīng)過特定的時間振動形式可以從第一個質點傳到第二個質點，這個傳播的快慢由誰決定？ 3、為什么經(jīng)過一個周期振動形式傳到第13個點，而不是其他質點呢？ 學生分組討論后，

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

13、傳播的一定距離給它一個新的物理量叫波長。 λ λ 板書：2、波長（λ）： （1）物理意義：波源振動一個周期（T），波向前傳播的距離； （使用課件“機械波的描述.swf”說明波源振子全振動一次所需時間與傳播一波長所需時間相同） 教師：若振動周期T一定，那么波速越大，波長會怎樣？ 學生：越大。 教師：波長的大小用數(shù)學表達式怎樣表示呢？ 學生：（思考） 可能是vT吧？ 教師：很好啊！ 板書：（2）數(shù)學表達式： 單位：m 教師：大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)機械波傳播一個波長后就會出現(xiàn)重復的波形，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波長了。展示學生畫的圖像，老師給出不同的點，要求學

14、生找到一個波長的距離。 師生：總結，橫波中波峰（波谷）與相鄰一個波峰（波谷）的距離就是一個波長。 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？ 學生： 板書：（3） 頻率（）： 單位：Hz 教師：有上面的物理量及相應的關系，那么波長、波速、頻率的關系你能推導出來嗎？ 學生： 板書：（4）關系式： ， ， 教師：注意點：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、分析各時刻的質點的運動情況。 三、運用實例： 例1：如圖曲線表示一

15、列簡諧波在某一時刻的波形，已知波沿x軸負方向傳播，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）畫出質點A、B的振動方向； （3）畫出經(jīng)過1s后的波形。 例2：有學生從圖中讀出波的波長，利用，，學生練習交流。 例3：舉例生活中聲音的傳播，一定距離時多長時間能聽到對方的聲音。利用。 回憶光在真空中的傳播速度，聲音在常見介質中的傳播速度，老師和學生共同解答本題。 四、拓展聯(lián)想： 課件多普勒效應。 課外探究活動： 【探究課題】驗證多普勒效應。 【探究目的】加深理解多普勒效應，鍛煉學生自己動

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

17、 由接受式學習轉變?yōu)橹鲃荧@取式學習，通過創(chuàng)設物理情景，制造懸念，通過引導、啟發(fā)、討論從而進行探究，建立正確的波及相關的物理概念。學生在獲取知識的同時，培養(yǎng)了學習能力。 由于學校條件限制，不能開展DIS實驗，但通過傳統(tǒng)的的實驗和生活物理現(xiàn)象、課外的資料查閱彌補了一些缺憾。學生的能力也有一定的提高。 學生在圖中自己尋找能夠描述機械波的物理量，鍛煉了學生的觀察、分析和歸納能力，培養(yǎng)學生科學探究的能力。 三個題目有不同的層次要求，滿足了不同學生的學習要求。 “以物講理”的再次體現(xiàn)，通過學習后把知識運用到實踐中。 課外拓展的實驗探究是課堂知識的進一步延伸。