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波和波的形成(我)

来源:好走旅游网
12.1 波的形成和传播

一、教学目标

1、知识目标:

①知道直线上机械波的形成过程 ②知道什么是横波,波峰和波谷 ③知道什么是纵波,密部和疏部

④知道“机械振动在介质中传播,形成机械波”,知道波在传播运动形式的同时也传递了能量

2、能力目标:

①培养学生进行科学探索的能力 ②培养学生观察、分析和归纳的能力 ③培养学生的空间想象能力和思维能力 3、情感目标:

①培养学生细心、认真、一丝不苟做实验的品质,进而培养学生实事求是的科学态度和良好的工作作风。

②培养学生互相团结、分工协作的团队精神。 二、教学重点、难点分析

机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点,也是本节课的难点。

解决方案:通过课堂实验和课件演示以及巩固练习来突破重难点,同时引导学生看书。 三、教学方法

实验探索和多媒体辅助教学。 四、教学过程

(一)新课引入:

上课前,我先给大家举几个例子:小时候,大家都喜欢玩水,往湖中扔一个小石子,引起湖中的水振动,会形成一圈一圈的水波;艺术体操比赛中的带操运动员用手抖动绸带,会使绸带形成一系列的波动;还有2008年奥运会开幕式“活字印刷”表演形成的波浪。这些都是我们生活中常见的波,我们把它叫做机械波:机械振动的传播。那除了这些之外,生活中还有哪些机械波了,你能举出一些例子吗?那这节课我们就来学习机械波的第一节:机械波的形成和传播。

(二)新课教学: 1.波的形成(15分钟)

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讲述:刚才我们回忆了奥运会上的“活字印刷”表演形成波浪,下面我们找同学来一起做个游戏,来模拟一下人浪。  游戏“人浪的形成”

(1)10名同学手挽手站成一排,闭上眼睛,让旁边的一名的同学每隔2s蹲下站起一次。其他同学根据自己的感受做动作。

(2)睁开眼睛,观察自己的运动状况和大家整体的运动 (3)让最初运动的同学停止运动

(4)让大家把挽着的胳膊放下,再闭上眼睛,让旁边的那名同学每隔2s蹲下站起一次,没有人浪形成。

提问:哪位同学能为大家用自己的话描述一下刚才看到的现象?

一名同学先开始运动,其他同学会在他带动下随之运动,形成人的波动。先运动的同学停止运动后,大家也逐渐停止了运动,人浪消失。

重述、归纳同学的回答

引导:所以最开始运动的那名同学在刚才过程中的作用至关重要,他提供了让大家运动起来的动力和能量。第二名同学正是感受到了他施加给自己的作用力才开始运动起来,第三名同学又感受到第二名同学的作用力运动起来,依次地大家都运动了起来。所以从刚才的现象中我们可以知道:要形成人浪的波动,就要让一名同学先运动,他就是波形成的一个必备条件,我们把这个条件叫做振源。

【板书】一、波的形成条件 波的形成条件:振源

引导:那么是否有了波源就一定会产生波呢?刚才的游戏我们看到,当最后大家把挽着的胳膊放下,再闭上眼睛,重复之前的过程,却不会形成人浪。这时有波源在运动,可是却没有波动形成,这是为什么呢?

这说明要使波产生,仅有振源一个条件是不够,还需要什么条件呢?

实验:手捏住绳子上下抖动,能形成绳波,现在将绳子去掉,手上下抖动,还能形成波吗?

刚才实验就告诉我们如果没有了介质,波就不能产生和传播? 因此波形成的另一个必备条件是什么? 【板书】介质

总结:只要具备了波产生的两个条件:振源与介质,波就可以产生了。波源的振动带动

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和它相连的介质的振动。而由于介质间有弹力,使得与这部分介质相连的部分也开始振动,依次传递便形成了波

【板书】二、波的形成和传播 2.实验:绳波的形成和传播 实验过程:

(1)在绳子上的任意一点系上一圈红布或者用红墨水涂上一圈,一位同学手拿绳子一端上下振动,另一位同学手握住绳子末端.

(提问)同学们看到了有红色标志的点如何运动?会不会向绳的另一端移动? 有红色标志的点在其平衡位置附近做上下振动,而不会向绳的另一端移动. (2)然后在绳子上不同的点(最好等距离标记上4至5个红色点),手拿绳子上下振动,让学生仔细观察.

(提问)各个点振动的先后顺序如何?

越靠近振动的手一端的红色点先振动,接着是下一个,最后是最远的红色点 (板书)机械波的特点:

①介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动,并不沿波的传播方向发生迁移.

②沿波的传播方向,介质中各质点依次开始振动,距离波源愈近,愈先开始振动 这说明波传播的不是介质中的各质点,那传播的究竟是什么呢?我们看到的只是前一个质点的振动会依次传递给后面的质点,所以波传播的是波源的振动形式。而由于振动是有能量的,所以传播的也是能量

提问:刚才绳波实验中握住绳另一端的同学,你的手的感受是什么样的? 讲述:他的手的感觉,就可以更直接的说明绳波传递过来的是振动的形式和能量 讲述:波不但可以传递能量,而且可以传递信息。我们用语言进行交流,就是利用声波传递信息。

总结:(1)沿波的传播方向,介质中各质点由波源开始由近及远依次开始振动 (2)介质中的各质点只在平衡位置附近做机械振动,不随波迁移 (3)波传递的是波源的振动形式、能量和信息。 【板书】1、由近及远依次振动

2 、介质中的质点不随波迁移 3、传播振动形式、能量与信息

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3机械波的形成过程

(1)介质模型:把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象为(图1所示)

(2)机械波的形成过程:

由于相邻质点的弹力的作用,当介质中某一质点发生振动时,就会带动周围的质点振动起来,从而使振动向远处传播。例如:

图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点,质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t=0)各质点的位置,这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动,设振动周期为T,则第二行表示经过T/4时各质点的位置,这时质点1已达到最大位移,正开始向下运动;质点2的振动较质点1落后一些,仍向上运动;质点3更落后一些,此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过T/2时各质点的位置,这时质点1又回到平衡位置,并继续向下运动,质点4刚到达最大位移处,此时振动传到了质点7。依次推论,第四、五、六行分别表示了经过3T/4、T和5T/4后的各质点的位置,并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形

总结:(1)质点只在平衡位置附近振动,而不随波迁移

(2)质点做变速运动,质点的振动频率和波的传播频率相同 (3)所有振点的起振方向与振源的起振方向相同 【板书】 1 振点不随波迁移 2 振点做变速运动

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3 与振源的起振方向相同 4. 波的分类(7分钟)

讲述:下面我们再来看一下这样的一个实验

 实验:弹簧波的传播

实验装置:弹簧波演示仪:长约1m的大型软弹簧,一端固定,一端与可以摆动的弹簧片相连。

实验过程:使弹簧片左右摆动,观察弹簧的运动现象 提问:刚才弹簧的运动,大家看到了什么现象?

引导:我们可以看到在弹簧中产生疏密相间的部分,疏密不均的状态在弹簧上自左向右传播,这也是一种波,我们叫它弹簧波,它的波源是弹簧片,介质是弹簧。但是弹簧波与我们刚才见到的绳波是否一样呢?它们的区别是什么?

提问:通过刚才的对比观察,绳波的传播和弹簧波的传播两者的波传播的方向与振动方向的关系是什么样的?

讲述:我们把像绳波这样,波传播的方向与振动方向相互垂直的波,叫做横波;把像弹簧波这样,波传播的方向与振动方向相互平行的波,叫做纵波。

【板书】三、波的分类:横波、纵波

四、 小结(2分钟) 讲述:通过本节课的学习我们知道了: 1、机械波的概念:机械振动在介质中的传播过程 2、波的形成条件:振源与介质 3、波的传播特点: (1)由近及远依次振动 (2)介质中质点不随波迁移 (3)传播振动形式、能量和信息 4、波的分类:横波与纵波

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