高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成教案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册1 波的形成教案设计，共7页。教案主要包含了定的分析等内容，欢迎下载使用。


课题
波的形成
单元
3
学科
物理
年级
高二
教材分析
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。
教学目标与核心素养
物理观念：知道什么是机械波？能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。
科学思维：知道机械波的形成条件及过程。
科学探究：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。
重点
知道机械波的形成条件及过程。
难点
知道机械波的形成条件及过程。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
在艺术体操的带操表演中，运动员手持细棒抖动彩带的一端，彩带随之波浪翻卷。彩带上的波浪向前传播时，彩带上的每个点也在向前运动吗?
观察彩带的运动情况，思考彩带上的点是否也向前运动。
从生活实际出发，激起学生兴趣，引出新课。
讲授新课
播放视频，演示实验
随风飘扬的红旗——是振动在红旗上的传播
水面泛起的涟漪——是振动在水中的传播
运动员手中飞舞的彩带——是振动在彩带上的传播。
振动的传播称为波动，简称波。机械振动在介质中的传播——机械波
一、波的产生条件
波的产生必须同时满足两个条件：波源和介质
①波源：能够产生振动的物体或物体的一部分，又称振源
②介质：传播振动的媒介物，如：空气、水、绳 等等
二、波的形成
（设置动画，显示绳波产生的原理）
三、波传播的特点
问题1：各质点随波迁移吗？
各质点并不随波迁移，只是上下振动
问题2：各质点做什么运动？
各质点以刚开始静止的位置(平衡位置)为中心做机械振动
问题3：各质点的起振方向相同吗?
起振方向相同，都是先向上振动
问题4：各质点振幅相等吗?
相等
问题5：各质点振动周期和频率都相等吗？与波源的周期频率有关系吗？
相等且都等于波源的周期和频率。各质点做的是受迫振动
问题6：各质点振动有先后顺序吗？
在空间上由近及远依次振动，在时间上由近及远依次振动
问题7：波源停止运动后，各质点如何运动？
各质点逐渐依次停止运动，距波源越远，停止运动越晚。
小结：
课堂练习1、(多选)关于机械波的形成和传播,下列说法正确的是( )
A.物体做机械振动,一定产生机械波
B.后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动,只是时间落后
C.同一机械波参与振动的所有质点有相同的频率
D.机械波传播过程中各质点随波迁移,波的传播也是振动能量的传递
解析:只有物体做机械振动,而其周围没有传播这种振动的介质,不可能形成机械波,故选项A错误;任何一个振动的质点都是由波源带动的,并将振动传播开来,所以后一质点总是落后前一质点,故选项B、C正确;形成机械波的各个质点,只在平衡位置附近往复运动,并没有随波迁移,离振源远的质点振动的能量是通过各质点的传递从振源获得的,故选项D错误。
答案：BC
四、横波与纵波
1、横波：质点振动方向与波的传播方向互相垂直的波 .
①特征：凸凹相间，具有交替出现的波峰和波谷 .
②仅在固体中传播
2、纵波：质点振动方向与波的传播方向在一条直线上的波 .
①特征：疏密相间，具有交替出现的密部和疏部 .
②可在固体、液体和气体中传播
课堂练习2、下列关于横波、纵波的说法正确的是( )
A.同一波源在同一介质中形成的机械波中可同时具有横波和纵波
B.由于横波、纵波的振动方向与波的传播方向的关系不同,因此横波、纵波不可能沿同一方向传播
C.横波、纵波在同一介质中的传播速度一定相等
D.只要存在介质,不管是固体、液体或气体,均可传播横波和纵波
解析:同一波源产生的波中可同时具有横波、纵波,如地震波,故选项A正确;虽然传播这两种波的介质质点振动方向与波传播方向的关系不同,但并不妨碍两者沿同一方向传播,故选项B错误;在同一介质中,横波和纵波传播速度一般不同,如地震波中纵波比横波传播得快,故选项C错误;横波可以在固体内传播,不可以在液体、气体中传播,而纵波可在固体、液体和气体中传播,故选项D错误。
答案：A
课堂练习3、(多选)关于振动和波的关系,下列说法正确的是( )
A.振动是形成波的原因,波动是振动的传播
B.振动是单个质点呈现的现象,波动是许多质点联合起来呈现的现象
C.波的传播速度就是质点振动的速度
D.有波动一定有振动,有振动一定有波动
解析:由于介质中的各部分存在相互作用,所以某一点的振动会引起相邻部分质点发生振动,这样振动就由近及远传播开去而形成波,故选项A、B正确;波的传播速度和质点振动的速度没有关系,故选项C错误;有波动一定有振动,但有振动不一定有波动,故选项D错误。
答案：AB
结合实例，思考机械波产生的条件？
观察绳波的形成过程，阅读教材理解波是如何形成的。
完成思考问题，并尝试画出没经过一段时间后波的图像。
总结波的形成和波的特点。
完成课堂练习。
阅读教材，总结横波和纵波的特点。
总结波动和振动的区别与联系。
让学生通过观察现象总结知识。提高学生的观察能力。
通过小组讨论的形式，提高学生对波的形成过程的理解。
在画波的图像的过程中提高学生的作图能力和空间想象能力。
小结知识点，梳理前面的几个思考问题。形成知识脉络。
观察纵波和横波的区别，更好的理解纵波和横波的概念。
通过总结和对比，更好的理解波动和振动。
拓展提高
1、(多选)关于横波和纵波,下列说法正确的是( )
A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波
B.质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波
C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部
D.地震波是横波,声波是纵波
解析:根据横波和纵波的定义知,选项A、B、C正确;声波是一种纵波,但地震波中既有横波,又有纵波,故选项D错误。
答案：ABC
2、(多选)下列关于机械波概念的说法正确的是( )
A.质点振动的方向总是垂直于波传播的方向
B.横波和纵波可同时存在于介质中
C.机械波传播的不仅仅是运动形式,还能传递能量,传递信息
D.横波中质点不随波迁移,纵波中质点随波迁移
解析:机械波包括横波和纵波,横波中质点振动方向与波的传播方向垂直,纵波中质点振动方向和波的传播方向在同一直线上,故选项A错误;振动质点只是在平衡位置附近振动,都不随波迁移,故选项D错误;横波和纵波可以同时在介质中传播,它们传播运动形式的同时还传递能量和信息,故选项B、C正确。
答案：BC
3、(多选)关于波的传播,下列说法正确的是( )
A.相邻质点间必有相互作用力
B.各质点都在各自的平衡位置附近做受迫振动,但振动频率不等于振源频率
C.前一质点的振动带动相邻的后一质点振动,后一质点必定落后于前一质点
D.各质点随波的传播而迁移
解析:在波的传播过程中,质点之间依靠相互作用依次振动,故选项A正确;介质中的各个质点都在振源的带动下做受迫振动,所以频率都是一样的,故选项B错误;由于是前一质点的振动带动了相邻的后一质点振动,所以后一质点必定落后于前一质点,故选项C正确;各质点都在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移,故选项D错误。
答案：AC
完成拓展提高练习题。
通过完成拓展提高练习题，巩固基础知识。
课堂小结
一、机械波的形成条件
波源和介质
二、机械波的分类
横波：振动方向与传播方向垂直
纵波：振动方向与传播方向平行
三、机械波传播的特点
传播振动形式，质点不随波迁移
总结本节课所学知识。
帮助学生梳理基础知识，形成知识框架。
板书