PAGEPAGE6《機械波的形成和傳播》教學設計北京九中肖偉華一、設計思想本節課遵守“以問題為中心”的設計思想，將本節課的核心知識轉化為問題，圍繞核心問題構建“問題鏈”，以問題為驅動力，引導學生參與課堂活動：觀察現象、思考問題、動手探究、總結規律。通過個體、小組、集體活動，獲取知識，構建核心概念，感受科學研究方法，提升探究能力，體驗學習的樂趣。二、教材分析本章《機械波》是在《機械振動》的基礎上講述波的基本知識。波是一種非常重要而普遍的運動形式，機械波是后續學習電磁波、光波的基礎。《波的形成與傳播》一節是《機械波》的第一節，學好這一節的內容對后續課程波的描述、波的圖象、波的各種特性至關重要，起著承上啟下的作用。波是一種比較抽象的運動形式，波是怎樣在介質中生成的，振動是怎樣在介質中傳播的，這是個形象而并不易懂的物理過程，是高中物理教學中的難點之一。本節教材對學生的理解能力、空間想象和邏輯推理能力及聯系實際能力有較高的要求，它既需要學生能想象出大量質點同時又不同步的運動從整體上形成波的（空間傳播）情景，又需要學生關注局部質點的運動，能從整體與局部的關系深刻理解機械波的實質。三、學生分析知識方面：學生完成了《機械振動》的學習，建立了機械振動的概念，認識了機械振動的規律，掌握了描述機械振動的方法，為學習機械波奠定了基礎。前概念：學生在生活中接觸過有關“波”的現象，能說出“聲波、水波、無線電波、超聲波、地震波、光波”等概念。這些前概念對本節內容的學習具有正遷移的作用，教學中要充分加以利用。能力方面：經過一年多的學習，學生具備了一定的觀察能力，獲得了相應的科學方法和科學思維的訓練，具備了一定的實驗和理論探究能力，具備了一定的邏輯思維能力。興趣方面：學生對探究新的問題充滿著強烈的好奇心和探究的欲望。總之，學習初步具備了學習機械波所需要的知識和能力。三、教學目標1、知識和技能：（1）能說出機械波的概念，知道產生機械波的條件。

（2）理解機械波是“振動形式的傳播”，是傳播信息和能量的一種方式。（3）能從局部和整體把握振動和波的關系。（4）知道橫波和縱波的概念，知道波峰和波谷，密部和疏部的概念。2、過程與方法:(1）通過觀察現象、動手實驗，結合動畫模擬，建立機械波的概念；(2）通過學生活動，結合模擬演示，理解機械波的實質。(3）通過問題解決落實所學知識，提升能力。3、情感、態度、價值觀：（1）感受波在傳播信息和預防災害方面的作用。（2）理解科學知識的重要性，提升學習的興趣。四、教學重點和難點1、教學重點：橫波的形成與傳播過程的規律。

2、教學難點：質點振動和波傳播的關系。五、教學方法設計本節課采用問題引導與實驗觀察相結合的方法。在教學中通過演示實驗、學生動手實驗及多媒體課件創設形象化的動態情景，提出相關系列問題，引導學生進行觀察、探究和討論，回答相關問題，總結規律和結論，從而達成教學目標。在教學中滲透問題探究式學習，充分體現以學生為主的現代教學理念。六、教學過程設計一、創設情景，引入課題：1、教師演示實驗：教師：敲擊音叉，學生聽到聲音。教師：聲音是如何發出的？又是通過什么方式傳到人的耳朵里的？學生：音叉振動發出聲音，通過聲波傳入人耳，引起聽覺。教師：打開收音機，聽到廣播。教師：電臺的人說話的聲音是通過什么方式傳播的？學生：無線電波。2、學生活動：學生：用筆尖點擊水波槽平靜的水面，觀察水波的產生。教師：以上現象涉及了聲波、無線電波、水波。那么什么是波？你還能說出那些波？學生可能答出：地震波、超聲波、次聲波、光波、引力波…教師：我們生活在一個波的世界，我們利用波來傳播信息，控制飛船；但是地震波、海嘯也會給人類帶來巨大的破壞。我們需要認識波、研究波，掌握波的特性和規律，以便更好的利用它，并預防和減輕它造成的破壞。二、新課教學：1、初步認識機械波，了解機械波產生的條件，形成機械波的概念：提出問題：什么是機械波？機械波是怎么產生的？師生：分析聲波的產生與傳播：音叉的振動引起空氣振動，空氣又將這種振動傳播出去。師生：分析水波的產生與傳播：筆尖的振動引起水的振動，水又將這種振動傳播出去。學生：觀察繩波的產生與傳播：手的抖動引起繩的振動，繩子又將這種振動傳播出去。教師指出：聲波、水波、繩波都是機械波。引導學生思考：怎樣才能產生機械波？學生討論、總結：首先要有引起振動的振源，其次要有傳播振動的介質。振源引起振動，介質傳播振動。教師：請大家總結聲波、水波、繩波的共性，嘗試給出機械波的概念。師生：振動在介質中傳播，形成機械波。2、進一步研究機械波，認識機械波的傳播規律規律和實質。提出問題：如何理解機械波？振動和波動是什么關系？1）結合學生活動和動畫演示，回答系列問題，引導學生理解“波是振動形式的傳播”，認識波傳播的規律。介質為什么能傳播振動？觀察：繩波和聲波的形成動畫。發現：介質間存在彈性力。學生總結：介質中相鄰的質點是靠著介質間的彈性力來傳播振動的。波在傳播時，介質隨波遷移嗎？介質如何運動？學生實驗：觀察水波槽中的水波，水波在傳播時，水面上的紙屑如何運動？演示橫波形成的模擬演示：波在傳播過程中，質點如何運動？學生總結：質點在平衡位置做振動，不隨波遷移。介質中質點的振動與波源的振動有什么關系？演示橫波形成的模擬演示：關注各個質點運動情況與波源運動情況的關系。起振方向相同、振動周期相同、振幅相同。即：各質點都在重復波源的振動。為什么會看到凹凸相間的形式？質點起振時間不同，或者說振動的相位不同。在波的傳播方向上，振動情況完全相同的質點，起振時間相隔多少？依次相差一個周期。在波的傳播方向上，振動情況完全相同的質點，空間距離有何規律？間隔相同。這個間隔我們成為波長，用字母λ表示。請給出波長的定義。在波動中，相鄰的、振動情況總是相同的兩個質點間的距離，叫做波長。波長描述的是波在空間分布上的周期性。2）結合具體事例，引導學生理解“波是傳播信息和能量的方式”。①通過語言交流②看電視③照“B超”教師：以上事例說明什么？學生：波能傳播信息地震海嘯教師：以上事例說明什么？學生：波能傳播能量。教師：波是傳遞能量的一種方式。3、認識橫波和縱波。教師：演示橫波的形成，學生觀察。教師：波的傳播方向?質點的振動方向？它們是什么關系？學生：波向右傳播，質點上下振動，波的傳播方向與質點振動方向垂直。教師：我們把波的傳播方向與質點振動方向垂直的波稱為橫波。教師：引導學生認識波峰與波谷。教師：演示彈簧波，學生觀察。教師：波的傳播方向？質點的振動方向？它們是什么關系？學生：在同一條直線上。教師：結合縱波形成課件，引導學生認識縱波、密部與疏部。教師：指出繩波是橫波，彈簧波和空氣中傳播的聲波都是縱波，地震波既有橫波又有縱波。4、引導學生總結分析：機械振動與機械波的區別與聯系，進一步認識機械波。學生：機械振動是研究是單一質點的振動過程。

學生：機械波研究的是多個質點的同時振動過程。教師：為什么會出現“凹凸相間”或“疏密相間”的形式的波的傳播呢?學生：從局部來看，每一個質點都在做振動，從整體來看，每一個質點在振動中并不是同時的，而是在時間上依次有一定的落后，存在一定的規律，從而形成波的形式。教師：振源引起的振動，由于介質的彈性作用，引起相鄰質點的振動，又引起更遠的質點振動，最后，介質中所有的質點都開始做受迫振動，重復振源的振動形式。我們把這個過程概括成：“前帶后，后跟前，時間上落后一點”。由于介質的彈性作用，波在傳遞振動這種運動形式的同時，把波源的能量也傳遞了出去。這就是機械波。三、小結與反饋：教師：這節課你學到了什么？學生：教師：還有什么疑問？學生：教師：請同學們完成以下問題：1、如圖是某繩波形成過程的示意圖，1、2、3、4……為繩上的一系列等間距的質點，繩處于水平方向。質點1在外力作用下沿豎直方向做簡諧運動，帶動2、3、4……各個質點依次上下振動，把振動從繩的左端傳到右端。t=0時質點1開始豎直向上運動，經過四分之一周期，質點5開始運動。下列判斷正確的是（）A．質點6開始振動時的運動方向向下B．時質點6的加速度方向向上C．時質點10的運動方向向上D．時質點16開始運動t=0t=0左t=0t=0左右1234567891011121314151617181209t=T/40t=T/40t=T/20t=T/20t=3T/40t=3T/40t=Tt=Tt=2Tt=2T將傳播中的波定格，判斷此時某一質點的振動方向觀察波的傳播，指出一段時間后質點的位置及運動的距離。波傳播的距離。區別質點運動的距離與波傳播的距離。四、板書設計一、機械波的形成1、振源：引起振動2、介質：傳播振動

3、機械波：振動在介質中的傳播叫做機械波。二、機械波的傳播1、機械波是振動形式的傳播。2、機械波是傳遞信息與能量的方式。三、橫波與縱波1、橫波：質點振動方向與波的傳播方向垂直2、縱波：質點振動方向與波的傳播方向一致四、機械振動與機械波1、機械振動：單個質點的振動過程2、機械波：大量質點的振動。“前帶后，后跟前，時間上依次落后一點”。3、振動引起波動，波傳播振動。五、作業：問題與練習：1—3題。學案：鞏固與練習：在基本完成教學任務后，通過三個題目，來檢驗學生對本節課內容的掌握程度。第一題關于機械振動與機械波的區別。第二題關于機械波的概念問題。第三題關于機械波與機械振動的綜合性問題。1、關于振動和波的下列說法中正確的是（）

A、物體做機械振動一定產生機械波

B、介質中有機械波傳播，其中介質質點一定在做機械振動

C、如果振源停止振動，在介質中傳播的波也立即停止

D、介質中每一個質點開始振動的方向一定和振源開始振動的方向相同2、關于機械波的概念，下列說法中正確的是（）

A、質點振動的