上海名校课堂高中物理机械波的描述教案沪科版.doc

上海名校课堂高中物理 机械波的描述教案 沪科版 机械波的描述 班级_______姓名_______ 实践一: 实践二: y O x 思考实践三: 一列振幅是2.0cm、频率是4.0Hz的简谐波，以32cm/s的速度沿图中的x轴方向传播，在某时刻，x坐标为-7.0cm处的媒质质点正好经平衡位置且向y轴负方向运动。 (1)请计算这列波的波长λ=__________________cm。 (2)请在下图中画出此时刻的波形图(要求至少画两个波长)。 y O A x 用心 爱心 专心 机械波的描述 控江中学 吴群英 【教学目标】 知识能力目标: 1( 研究波的产生和运动过程，理解波形图和波的传播规律 2( 结合波的产生过程，利用波形图理解波的周期和频率、波长和波速计算 方法过程目标: 利用学习过的频闪照片方法，研究波形运动，培养实验探究能力 情感态度目标: 培养观察现象、分析问题的探究精神 【教学重点】 1( 机械波的传播规律 2( 机械波的描述物理量:波长、波速和周期频率 【教学难点】 1( 机械波传播过程中的波形变化规律 2( 波形运动与波上质点运动的区分 【教学流程】 实验引入 波形图 波形运动 波长 波速 频率周期 知识归纳和应用 【教学过程】 课题引入:上节课同学们初步研究了波的产生过程。通过学习认识到，机械波是机械振 动在介质中的传播。这节课我们将以横波为研究对象，进一步探究在物理中用那些物理量来 描述机械波，以及这些物理量之间存在怎样的关系。 学生实验观察:利用筷子和细绳制造一列绳波，观察波形与波形运动。(实验方法:一位 同学将绳子一端固定，另一位同学用筷子在桌面上左右振动，形成绳波。 一、波的图像: 学生观察实验视频，归纳实验现象: (1)有上下起伏的波浪线 (2)波浪线在向前移动着 问题1:实验中波形运动的很快，如何看清某 个时刻的波形呢, 由问题一引出波形图。 学生回答:牌照(定格)。 通过通过快照记录下波的图形就是波形图。 用心 爱心 专心 波形图记录了某个时刻波上每个质点相对于平衡位置的位移。 , 波形图记录了某一时刻波上每个质点的相对平衡位置的位移。 问题2:波形图图形有何特点, 学生回答:不断重复(周期性图像) 二、波的描述物理量 1( 波长(λ): (1)波形图中，两个相邻波峰(波谷)间的距离。 学生通过观察横波演示仪:波形的产 生过程对应着振动的传递过程。当波源转 动一次时，质点链上恰好形成一个完整的 波形。 学生归纳波长的定义:波源振动一个 周期，波向前推进的距离。 同时观察到波源振动一个周期，波向 前传播一个波长的距离，半个周期波传播半个波长的距离。 问题3:波的传播是匀速的吗,如何验证这一结论, 学生回答:利用频闪照片研究，若在相同时间内，波传播的距离相同，则波的传播是匀速的。 学生实践1:学生研究四张波形照片，测量任意 一点的运动路程，发现相同时间内运动路程相同，可 以证明波的传播是匀速的。时间间隔1/25秒。 2( 波速(v): 通过实验研究，我们发现在均匀介质中的传播是 匀速的。 问题4:波形在传播过程中是上下起伏的吗, (1) 孤波演示:通过观察一列孤波的传播过 程，学生发现，波在传播过程中，波形并未如想象的一般上下起伏变化。而 是保持形状向前运动(整体平移) (2) 通过慢放实验视频，观察波形的平移。体会波形传播与生活错觉的差异。 (3) 实验中之所以容易产生波形上下起伏的错觉，原因在于我们既观察到了波源 的上下振动，有注意到向前运动的波形，将两者的运动错误的融合在一起而 形成的错觉。 问题5:波长与波速之间有何关系, 学生回答:由于波源振动一个周期时间里，波传播的距离是一个波长，对比匀速直线运动公式，s=vt，所以λ=vT。 (1)由于在振源振动一个周期(T)的时间内，波前进的距离为一个波长(λ)，所以根 据匀速直线运动速度公式: , v,,,fT (2)机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，不同的介质中波速不同。 问题6:波长与波速关系式中的周期和频率是指什么运动, 学生回答:质点振动的周期和频率。 3( 频率和周期: 所谓波的频率和周期，就是波形上每一个支点的振动周期和频率。由于波上的每 一个质点都是在前一质点的带领下做受迫振动，所以所有质点的振动周期和频率均和 波源相同。 学生实践2:下图是实验中的一张照片，若波源刚振动了一个周期，试画出波源再振 用心 爱心 专心 动T/4后的波形。 学生实践3:上图中质点A的运动方向, 方法一:质点A是在前一个质点的带动下运动的，由于前一个质点在A点上面，所 以A点将向上运动。 方法二:根据上一题