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视频标签：波的形成和传播
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视频课题：高中物理教科版选修3《波的形成和传播》河南省 - 洛阳
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高中物理教科版选修3《波的形成和传播》河南省 - 洛阳
【教学目标】 一、知识与技能
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．能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。 3．知道什么是机械波和机械波成因和条件。 二、过程与方法
1．通过实验与课件、视频等从感性出发剖析机械波波动的规律，锻炼学生的观察能力与归纳能力。
2．通过对机械波形成原因的探究，培养学生透过现象看本质的意识和方法，并进一步从根本上理解机械波波动的规律。 三、情感态度和价值观
1．体会波动过程之美，体会物理研究的威力（表面上波动过程很复杂，分析后发现它如此简单），体会物理学分析过程的逻辑之美，使学生体会到只要多观察，多思考中学生也可以进行科学研究，培养学生的自信。
2．通过参与模拟波动的过程，体会与人合作能力的重要性，体会集体主义精神的重要性。
[来
源:Z_xx_k.Com]
【教学重点】
1．机械波的形成过程和传播。
2．质点间的带动作用造成的各质点振动的重复性和滞后性。 【教学难点】
1．机械波的形成过程和传播。
2．知道各质点只是振动，没有沿波的传播方向迁移。
3．带动作用的应用，即如何判断某时刻某质点的振动方向。 【教学方法】
实验、多媒体课件与视频、讨论探究。 【教学过程】 新课引入::
演示：三种运动形式：一为绳子的运动（用跳绳沿竖直方向演示）；二为弹簧的运动（用纵波演示器）；三为水面的运动（照片或视频）。
师：刚才看到的三种运动形式在日常生活中很常见，在物理学上称这样的运动为机械波。 新课教学
板书：一、机械波的传播
投影出示问题1：机械波这种运动形式与过去我们学过质点的振动形式最大的区别是什么？（若学生回答不出，可以提醒从研究对象的角度考虑，进一步提示从研究对象的个数考虑。）
生讨论后得出：过去研究的机械运动是单个质点的运动，而机械波这种运动形式却是无数个质点的集体运动，而且步调不一致。
师点评：这是我们第一次研究多个质点的集体运动。
投影出示问题2：再次观察一次绳波与弹簧波的演示，说出各质点在做什么运动？（如果学生看不出来，演示中在绳和弹簧的某处系上红绳，并提醒眼睛盯着红绳看）
生讨论后得出：机械振动或说成振动（若学生说成简谐运动注意纠正）
投影出示问题3：再次观察绳波与弹簧波的演示，说出这两种波动的最大区别是什么？ 学生讨论回答出问题后，老师给出横波、纵波概念；波峰与波谷、疏部与密部概念（看课本即可）。指出声波为纵波，课本图12．1-6。
投影出示问题4：再一次观察绳波与弹簧波的演示，各质点不沿波动方向迁移，但是确实看到有东西在迁移，是什么？(ZAI在每一个幻灯片里出示问题的下面都植入FLASH) 生讨论后得出：波的形状在迁移，如波峰、波谷；疏部、密部。即，机械波传播的是振动的形式，质点并没有随波迁移。（机械波传播的不仅是波峰波谷，还有其他的振动状态） 投影出示问题5：再一次观察绳波演示，说出各质点的振动有无区别？（若看不出可提醒从相位方面考虑；如果学生还是看不出，老师用双手拉直绳子水平上下运动，提问：绳上多个质点同时运动，而且都是振动，为什么没有形成波动？）（用家里的跳绳演示）
生讨论后得出：每个质点都在振动，但是振动步调或相位不同，沿传播方向上的各质点的振动依次滞后，即振动相位依次落后一个数值，（比如这个点比那个点落后
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）。 师：由于人们认识到了波动中各质点之间这种步调存在差异的规律，反过来利用此规律就可以模拟波动。
演示：小球横波（模拟横波课件），竖线纵波（模拟纵波的课件），人浪视频（同时用课件说明小球或竖线不迁移，波峰、波谷；密部、疏部这些振动形式向前移动。眼睛盯着1、2两个球，2球的相位或步调总比1球滞后，即后面的质点振动总是重复前面质点的振动，但是越靠后的质点越滞后。）
教师总结并板书：（或直接投影给出，给3分钟让学生记笔记） 一、机械波的传播
1．机械波是振动形式在介质中的传播，机械波是大量质点的同时振动。 2．介质上的各个质点均在各自的平衡位置附近往复振动，并不沿波的传播方向迁移，发生迁移的是波形（振动形式）。 3．波的分类：
（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的波叫横波。 在横波中，凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷；[来源:学科网ZXXK]
（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一条直线上的波叫纵波。
在纵波中，质点分布最密的位置叫做部密，质点分布最疏的位置叫做密部（声波）。 4．介质上各个质点的振动步调不同，沿波的传播方向振动相位依次落后。 二、机械波的形成过程
师：以上我们讨论的是机械波的传播规律，那么机械波是怎样形成的？即，介质上的质点为什么要这样运动呢？
投影出示问题：如果我们把最先振动的质点叫波源，那么波源振动起来后，为什么其他质点也会跟着振动起来，但是步调又不同或者说沿着波的传播方向后面的质点振动相位为什么依次落后呢？
下面以绳波为例谈一谈自己的看法？
生讨论后得出：绳子各部分之间存在相互作用，依靠此力的作用，与波源相邻的质点会被波源带动起来，这个点振动起来后，又会带动他的相邻点振动……，这样每个点被带动，同时又带动下一个点，振动被传播出去；又由于前点先动，后点才会跟着动，所以必然造成振动相位的滞后。[来源:Zxxk.Com]
教师用绳子演示说明质点间的带动力；演示横波课件说明这种带动关系。
师小结：可见这种带动关系就是造成波源的振动形式能够传播出去，而且形成波动的根本原因。象绳子、弹簧、水、空气等波借以传播的物质叫介质。 板书（或投影直接给出）[来源:学科网ZXXK]
二、机械波形成过程（给3分钟记笔记）
1．介质中各部分之间存在相互作用力，依靠此力的带动作用把波源的振动形式传播下去，就形成机械波。
2．各质点的起振方向、周期、振幅等都与波源相同，但是前点先动，后点跟着动，所以必然造成沿着波的传播方向各个质点的振动相位依次滞后。（滞后一个时间或一个相位） 3．机械波形成条件：（1）波源；（2）介质。
（教师在第3分钟时解释：（1）没有带动作用振动就不能传递出去，所以真空中不能传递声波。（2）每个质点的振动除相位外其他均相同，特别是起振方向（用小球横波课件演示说明）。（3）说明形成波动必须有两个条件：波源和介质）
学以致用：根据波的传播方向判断各个质点的振动方向：
师：由于知道了各质点之间的这种依次带动关系，利用此关系可以判定某时刻某个质点的振动方向。
以横波为例：一列向右传播的绳波某时刻的波的形状如图所示，判断此时刻质点A、B的振动方向。（板书）
再用带编号小球的课件验证。 如果时间允许，再做两道练习题。
1．一列向左传播的绳波某时刻的波的形状如图所示，判断此时刻质点A、B、C、D、E的振动方向。
2．一列绳波某时刻的波的形状如图所示，已知质点a此时正在向平衡位置运动，判断b的振动方向
来源学科网ZXXK]
总结下规律：上波下振，下波上振。 三、机械波的传播作用
问：机械波不仅传播了机械振动形式，还传播了什么？
师生讨论：大家注意一个细节，质点有质量，原先不动的质点振动起来了，就说明有速度，那么该质点就具有了什么能量？也就是说获得了能量；
生：波动这种运动形式不仅可以把波源的振动这形式传播出去，还可以传播能量和信息。
师：所以人们利用电磁波进行广播、通信，可见波动能够传递信息。 板书（或投影给出）
三、机械波的传播作用：机械波传播波源的振动形式、能量（和信息） 课堂小结
1．波的运动规律：各点都在振动不迁移，各点都在重复波源的振动，如起振方向、周期等都跟波源相同，只是相位依次落后。
2．波的形成原因：质点间的带动作用造成波源的振动能够传播出去，但相位依次滞后。 3．波的传播作用：振动形式、能量、信息。 学生活动 人浪表演
10名同学开始排成一排，男女间隔，身高最好相近．
1．模拟横波
初始状态：较紧密排列，半蹲．
动作：一向上；二还原；三蹲下；四还原．每个同学比前一个同学慢一拍。 动作适当慢． 2．模拟纵波
初始状态：不太紧密排列，直立。
动作：摆动头部，一向左；二还原；三向右；四还原。每个同学比前一个同学慢一拍。 动作适当慢
（表演结束后，让学生说感受：集体主义，与人合作的重要性）
思考题：日常生活中，发现皮球掉入池塘里，能否通过往池塘里丢入石块，借助石块激起的水波把球冲到岸边？
学生讨论出结果后，演示实验验证：
用生物实验室的托盘，水波用笔触击水面激发，漂浮物用彩色塑料纸片，用实物投影在大屏幕上展示。（注意：水不能太浅，水面适当大，如果不做用视频替代也可以。）
作业：26面第3题。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
