高中物理第三章 机械波1 波的形成优质课教学设计

这是一份高中物理第三章 机械波1 波的形成优质课教学设计，共8页。教案主要包含了波的形成，横波和纵波，机械波等内容，欢迎下载使用。

备课人
学科
物理
课题
3.1 波的形成
教学内容分析
本节主要研究机械波的形成过程，定性认识波的一些基本特征。教材首先引导学生观察和分析绳波是如何产生与传播的，让学生了解绳波在整体上看是一列凹凸相间的波形在传播，而在个体上看是绳中各质点随时间上下振动，各质点在同一时刻位移不同，同一质点在不同时刻位移不同，从而帮助学生初步建立波动的观念。然后根据波的传播方向与振动方向的关系给出横波和纵波的定义，建立波的传播的两种模型。最后给出机械波的概念，通过一定的分析和推理让学生得到形成机械波的条件，从而知道机械波具有哪些主要的物理特征。机械波的形成过程是本节课的重点和难点，对波的形成的分析和推理凸显对学生科学思维的培育。
波动是一种特殊的运动，通过对波的学习可以深化学生的运动观念，但学生对波的认识和理解需要一个过程，教学中不可急于求成，应该注意选择恰当的教学方式。教师可通过播放录像，动画，组织小组实验或体验活动等方法为学生提供丰富的感性材料。然后重点分析波的形成过程，在学生亲身体验和实验观察的基础上对波动现象进行分析和推理，从而建立对机械波的认识。注意运用学生已有的运动学和动力学知识来分析和研究波的基本特征和规律。
学情分析
学生在初中学过声波，在上一章中学生学习了机械振动、简谐运动，这些都是本节学习的基础。在能力层面上，学生已具备了一定的抽象思维能力和模型建构能力，但更善于形象思维。而且学生又是第一次接触多质点运动，缺乏对多个质点同时又不同步运动的想象，空间想象力与理解力不足。因此，需通过多种形式提供丰富的感性资料，帮助学生从形象化理解波动过程，到建立抽象化的理想模型研究波动过程。
除此外,学生一些错误的主观认知,例如:有同学依据“生活经验”主观上认为波传播方向上各个质点在波的传播过程中会随波迁移。这就要求教师要特别重视情境的创设，引导学生从客观的实验规律出发，建立模型，得出结论。培养学生尊重客观规律的科学思维。
教学目标
1.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播能量和信息。
2.能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程。
3.能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷，密部和疏部，
4.知道机械波的概念和形成机械波的条件。
教学重难点
1.教学重点：机械波在传播过程中，介质中质点在各自平衡位置的振动情况以及振动以波的形式在介质中传播的理解。
2.教学难点：机械波传播的是振动形式和能量，而质点本身并不随波的传播方向而迁移。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
观察以下视频中运动的有什么特点？
国旗、水波、彩带上的波浪翻卷实际是振动在传播的结果。振动的传播称为波动，简称波。
波是怎么形成的？波向前传播时每个点也在向前运动吗？
学生观看视频，总结运动的共性。
学生提出自己的猜想，并回答下文。
让学生学会观察，并学习下文中的内容。
新课教学
一、波的形成
实验探究
带着如下问题先观察下面演示实验后思考：手拿绳的一端，上下振动一次，使绳上形成一个凸起状态，随后形成一个凹落状态，可以看到，这个凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动.如果在绳子上某处做一红色标记，观察这一红色标记的运动.
(1)红色标记做什么运动？
(2)为什么会看到凸起状态和凹落状态在绳上从一端向另一端移动？
（二）成因分析
为什么绳上各点都能动起来呢？凹凸相间的波是怎样形成的？
教师引导学生分析：
教师展示ppt动画给学生思考观察：
然后还原下图：
（三）波的形成
然后和学生共同总结波的形成：
（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．
然后提问波有什么特点？然后总结波有下图的特点：
学生观察实验并总结实验所提出的问题。
学生在老师的引导下进行认真思考回答问题。
和老师共同总结波的形成内容。
学生尝试回答，老师和学生共同引导答案。
让学生观察实验，带着问题去思考，提升学生实验能力。
波的形成是比较艰难，采用动画与静图相结合，帮助学生深刻理解波的形成过程。
学生和老师共同总结可以化解难度。
学生学会系统分析知识。
二、横波和纵波
横波
绳波中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？
让学生看书总结这种波叫什么？
横波：参与振动的质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波。
纵波
观察推拉弹簧形成的波，判断这种波在传播的过程中各质点的振动方向和波的传播方向间有怎样的关系？
让学生看书总结这种波叫什么？
纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波．
（三）声波
阅读课文，发声体振动时在空气中产生的声波是横波还是纵波？
帮助学生理解，播放视频帮助学生理解。
总结：
发声体振动时在空气中产生的声波是纵波.声波不仅能在空气中传播，也能在液体、固体中传播。
拓展学习地震波：
当地震发生时，地震波在地球内部和地表传播，有时使人感到左右摇晃，有时感到上下颠簸，由此可见地震波是什么波？
地震震源往往在地下某个地方，地震发生时，人感到上下颠簸是因为有纵波，感到左右摇晃是因为有横波，所以，地震波既含有纵波成分又含有横波成分。另外，横波振幅比纵波大，破坏力大，所以横波的水平晃动力是造成建筑物损坏的主要原因。
学生尝试回顾知识并回答答案。
学生查阅横波的知识。
学生尝试观察波的传播方式，总结规律。
学生查阅横波的知识。
学生自行查阅课本资料。
学生根据自己的理解回答内容，并和老师和同学交流。
提问让学生总结结果，让学生掌握横波的概念建立过程。
学生成功建立波的概念。
学生先自行学习查阅课本，观看课本，形象理解深刻理解内容。
学以致用，帮助学生理解。
三、机械波
（一）机械波
教师提问并和学生总结：
通过前面的学习，我们已经知道：
对绳一端的抖动依次引起了绳中各段的振动，振动在绳中的传播形成了绳波；
对水面一处的扰动由近及远引起了水面各部分的振动，此振动在水中的传播形成了水波；
击鼓时，对鼓皮的扰动引起了周围空气的振动，此振动在空气中的传播形成了声波.
由此，你能得出什么结论？
总结得出：这些波都是振动状态在某些物体中的传播.
阅读课文，什么是介质，什么是机械波，并尝试总结机械波的产生条件？
1. 介质：波借以传播的物质.
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:同时存在波源和介质，且质点之间有相互作用。
（二）波的特点
然后提问，机械波有什么特点？
1.各质点的振动
①沿波传播的方向由近及远的传播。
②机械波传播的是振动的形式、能量和信息;
③各质点都以自己的平衡位置为中心振动，质点并不随波迁移;
④介质中各质点都在做受迫振动，其振动频率都等于波源的振动频率；
⑤各质点的起振方向都与波源的起振方向相同。
2.传播规律：波在同一种均匀介质中匀速传播。
（三）波动与振动区别和联系
波动与振动有什么区别和联系？
在学生回答基础上总结：
(1)区别：振动是一个质点的往复运动; 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；
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波动是振动形式的传播过程。
学生通过对前面知识总结，最后得出结论。
学生先阅读课文总结相关概念。
学生总结波的特点。
学生尝试回答问题并交流。
为了让介质的得出不在困难。
学生阅读课文并总结。
学生学会总结问题。
帮助学生建立系统的知识系统。
课堂总结
板书设计
第1节 机械波
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，一是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
波的教学在波的形成与传播中一定要仔细观察多媒体动画做成的波的形成过程，从中归纳出结论，其中最重要的是感受波的形成从整体看是波态的传播，从个体看是质点的间谱运动，只是离振源远起振越迟。
波的图像中的教学要充分利用学生掌握的数学知识理解坐标轴的含义，可以先画x轴让学生理解x轴的含义，定平衡位置，然后提问如何确定某一时刻所有质点的位置？让同学们思考到需要建立y轴才行，接下来引出波的图像。从波的图像中选取某个质点探究在一段时间内的振动图像，进行两个图像的比较。