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機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)
作為一位杰出的老師，時(shí)常需要用到教學(xué)設(shè)計(jì)，借助教學(xué)設(shè)計(jì)可以更好地組織教學(xué)活動(dòng)。如何把教學(xué)設(shè)計(jì)做到重點(diǎn)突出呢？下面是小編為大家整理的機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎閱讀與收藏。
機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)1
教學(xué)目的
1.知道機(jī)械波的形成過程和產(chǎn)生條件.
2.知道機(jī)械波的傳播特點(diǎn)
3.知道機(jī)械波的種類——橫波和縱波的概念
4.明確一維簡諧波的幾個(gè)特點(diǎn).
教具
波動(dòng)演示儀、繩子、音叉、軟彈簧、錄像帶、微機(jī)軟件.
教學(xué)過程
引入新課
問題1.請(qǐng)同學(xué)們歸納以前學(xué)過的各種運(yùn)動(dòng)形式.
問題2.平靜的湖面上放一靜止的小紙船，怎樣使之運(yùn)動(dòng)(至少提出兩種方式).
總結(jié)：1.木桿捅2.石頭子碰3.在湖邊水中投放石子.
本節(jié)我們學(xué)習(xí)一種重要而普遍的運(yùn)動(dòng)形式——波動(dòng).
【板書】第一節(jié)機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播
新課教學(xué)
【演示】看錄像帶.使學(xué)生對(duì)波有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí).
(1)足球比賽中看臺(tái)上的——人浪.
(2)大型團(tuán)體操——紅旗飄飄.
(3)藝術(shù)體操——長綢舞.
【演示】(1)抖動(dòng)長綢.(2)在地面上抖繩子.
我們說波在長綢、繩子上傳播，下面以抖繩子為例說明繩波的形成過程.
【板書】一、波的形成和傳播過程分析.
問題：為什么會(huì)在繩上形成波呢？
解釋：結(jié)合微機(jī)模擬演示進(jìn)行.(1)因?yàn)槔K的各部分存在相互作用，在繩的一端發(fā)生振動(dòng)時(shí)，會(huì)引起相鄰部分發(fā)生振動(dòng)，并依次引起更遠(yuǎn)的部分發(fā)生振動(dòng).(2)設(shè)想把繩分成許多小部分，每一小部分可以看作質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)之間有相互作用力.質(zhì)點(diǎn)1在外力的作用下振動(dòng)起來以后，帶動(dòng)質(zhì)點(diǎn)2振動(dòng)，不過質(zhì)點(diǎn)2開始振動(dòng)的時(shí)刻比質(zhì)點(diǎn)1要遲一些.(3)這樣依次帶動(dòng)下去，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)總比前一個(gè)遲一些開始振動(dòng)，于是振動(dòng)逐漸傳播開去，從總體上看形成凹凸相間的波.
【板書】
1.繩子各部分看成許多質(zhì)點(diǎn)組成，各部分之間存在著相互作用的彈力.
2.沿波的傳播方向上后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)比前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)落后一段時(shí)間，質(zhì)點(diǎn)依次被帶動(dòng).
3.振動(dòng)的形式傳播出去形成波.
【演示】縱波(軟彈簧)演示.
問題：波在彈簧上的傳播和在繩子上的傳播(繩波)有什么區(qū)別？
說明：繩波——各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直，波形為凹凸相間的形狀.(波峰，波谷)
縱波——各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上，波形為疏密相間的形狀.(疏部，密部)
【板書】二、波的種類(從質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向上看)
1.橫波：各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直.
2.縱波：各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向在一條直線上.
問題：聲波為何種波？
【演示】音叉振動(dòng)產(chǎn)生聲波.
說明：1.形成過程：振動(dòng)的音叉，它的叉股向一側(cè)振動(dòng)時(shí)，壓縮鄰近的空氣，使這部分空氣變密，叉股向另一側(cè)振動(dòng)時(shí)，這部分空氣又變疏，這種疏密相間的狀態(tài)向外傳播，形成聲波.聲波傳入人耳，使鼓膜振動(dòng)，就引起聲音的感覺.
2.聲波為縱波.
地震波既有橫波又有縱波.
問題：請(qǐng)同學(xué)們通過以上幾個(gè)例子分析波的產(chǎn)生條件.
說明：
1.介質(zhì)——借以傳播波的物質(zhì).
2.波源——保持持續(xù)振動(dòng)的物體.
3.機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.
【板書】三、波的產(chǎn)生條件.
1.介質(zhì)——借以傳播波的物質(zhì).
2.波源——保持持續(xù)振動(dòng)的物體.
【板書】四、機(jī)械波：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.
問題：波是否只向一個(gè)方向傳播？
說明：
1.波向四面八方傳播，空間立體化.
2.本章研究由簡諧振動(dòng)而在一條直線上形成的波稱一維簡諧波.
問題：一維簡諧波有何特點(diǎn)？
【板書】五、一維簡諧波特點(diǎn)：
問題：在波的傳播方向上，離波源不同遠(yuǎn)近的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況有何區(qū)別？
【板書】
1.各質(zhì)點(diǎn)振幅、周期相同且和波源相同.
2.沿波的傳播方向上，離波源越遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)越滯后.
問題：各質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向是否移動(dòng)？
【板書】3.各質(zhì)點(diǎn)只在自平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移.
問題：小船由靜止運(yùn)動(dòng)起來且做簡諧振動(dòng)說明了什么？
【板書】4.波向外傳播的是振動(dòng)的形式和能量.
鞏固練習(xí)
1.機(jī)械振動(dòng)在________傳播形成機(jī)械波，它是傳播________的一種方式.機(jī)械彼的產(chǎn)生條件是(1)________(2)________.
2.從質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向上看，機(jī)械波分為橫渡和縱波.
橫波的特點(diǎn)是____________________________________.
縱波的特點(diǎn)是____________________________________.
作業(yè)
復(fù)習(xí)本節(jié)課文，明確波的形成過程和波的種類及一維簡諧波的特點(diǎn).
參考題
1.關(guān)于機(jī)械波的論述，下列說法正確的.是：
[]
A.在機(jī)械波的形成過程中，介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波一起發(fā)生遷移
B.介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不隨波一起發(fā)生遷移，只是在平衡位置附近沿波的傳播方向往復(fù)振動(dòng)
C.機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)形式
D.介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是相同的
2.關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，正確的說法是：
[]
A.有機(jī)械波必有機(jī)械振動(dòng)
B.有機(jī)械振動(dòng)必有機(jī)械波
C.振源的振動(dòng)速度和波的傳播速度是一樣的
D.如果振源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中的波動(dòng)也就立即停止
說明
1.本節(jié)的重點(diǎn)是波的形成過程分析.教學(xué)過程中可通過學(xué)生熟悉的事例和演示來完成.在教學(xué)中應(yīng)注意師生雙邊活動(dòng)，注意引導(dǎo).
2.做好演示是本節(jié)課能否成功的關(guān)鍵.
3.結(jié)合微機(jī)模擬演示繩波的形成過程的圖示，既是理解本節(jié)內(nèi)容又是學(xué)習(xí)后幾節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)，一定要認(rèn)真對(duì)待.
機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)2
一、教學(xué)目標(biāo)
1、在物理知識(shí)方面的要求：
�。╨）明確機(jī)械波的產(chǎn)生條件；
�。�2）掌握機(jī)械波的形成過程及波動(dòng)傳播過程的特征；
（3）了解機(jī)械波的種類極其傳播特征；
（4）掌握描述機(jī)械波的物理量（包括波長、頻率、波速）。
2、要重視觀察演示實(shí)驗(yàn)，對(duì)波的產(chǎn)生條件及形成過程有全面的理解，同時(shí)要求學(xué)生仔細(xì)分析課本的插圖。
3、在教學(xué)過程中教與學(xué)雙方要重視引導(dǎo)和自覺培養(yǎng)正確的思想方法。
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
1、重點(diǎn)是機(jī)械波的形成過程及描述；
2、難點(diǎn)是機(jī)械波的形成過程及描述。
三、教具
1、演示繩波的形成的長繩；
2、橫波、縱波演示儀；
3、描述波的形成過程的掛圖。
四、主要教學(xué)過程
（一）引入新課
我們學(xué)習(xí)過的機(jī)械振動(dòng)是描述單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)形式，這一節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的彈性介質(zhì)的整體的'一種運(yùn)動(dòng)形式——機(jī)械波。
�。ǘ┙虒W(xué)過程設(shè)計(jì)
1、機(jī)械波的產(chǎn)生條件
例子——水波：向平靜的水面投一小石子或用小樹枝不斷地點(diǎn)水，會(huì)看到水面上一圈圈起伏不平的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。
演示——繩波：用手握住繩子的一端上下抖動(dòng)，就會(huì)看到凸凹相間的波向繩的另一端傳播出去，形成繩波。
以上兩種波都可以叫做機(jī)械波。
�。╨）機(jī)械波的概念：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播就形成機(jī)械波
�。�2）機(jī)械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。
振源——產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的物質(zhì)，如在繩波中繩子端點(diǎn)在手的作用下不停抖動(dòng)就是振源。
介質(zhì)——傳播振動(dòng)的介質(zhì)，如繩子、水。
2、機(jī)械波的形成過程
�。�1）介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)彈性連接而成，可以想象為（圖1所示）
�。�2）機(jī)械波的形成過程：
由于相鄰質(zhì)點(diǎn)的彈力的作用，當(dāng)介質(zhì)中某一質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振
動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)周圍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)起來，從而使振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播。例如：
圖2表示繩上一列波的形成過程。圖中1到18各小點(diǎn)代表繩上的一排質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)間有彈力聯(lián)系著。圖中的第一行表示在開始時(shí)刻（t=0）各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)所有質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置。其中第一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到外力作用將開始在垂直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)振動(dòng)周期為T，則第二行表示經(jīng)過T／4時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1已達(dá)到最大位移，正開始向下運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)2的振動(dòng)較質(zhì)點(diǎn)1落后一些，仍向上運(yùn)動(dòng)；質(zhì)點(diǎn)3更落后一些，此時(shí)振動(dòng)剛傳到了質(zhì)點(diǎn)4。第三行表示經(jīng)過T／2時(shí)各質(zhì)點(diǎn)的位置，這時(shí)質(zhì)點(diǎn)1又回到平衡位置，并繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)4剛到達(dá)最大位移處，此時(shí)振動(dòng)傳到了質(zhì)點(diǎn)7。依次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過3T／4、T和5T／4后的各質(zhì)點(diǎn)的位置，并分別顯示了各個(gè)對(duì)應(yīng)時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)所排列成的波形。
3、對(duì)機(jī)械波概念的理解
（1）機(jī)械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點(diǎn)的一種共同運(yùn)動(dòng)形式；
（2）當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)本身并不隨波遷移，機(jī)械波向外傳播的只是機(jī)械振動(dòng)的形式（演示橫波演示器）；
�。�3）波是傳播能量的一種方式。
4、波的種類
按波的傳播方向和質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。
�。�1）橫波
定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直。
波形特點(diǎn)：凸凹相間的波紋（觀察橫波演示器），又叫起伏波。如圖3波形所示。
�。�2）縱波
定義：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上。
波形特點(diǎn)：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖4波形所示。
例：聲波是縱波，其中：振源——聲帶；
介質(zhì)——空氣、固體、液體。
地震波既有橫波又有縱波。
水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。
5、描述機(jī)械波的物理量
�。�1）波長
定義：沿著波的傳播方向，兩個(gè)相鄰的在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離。
單位：米（m）符號(hào)：λ
演示：觀察演示儀器，從中可以看出：
�、僭跈M波中波長等于相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離；
在縱波中波長等于相鄰兩個(gè)密部或疏部的中央之間的距離。
�、谫|(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期，振動(dòng)形式在介質(zhì)中傳播的距離恰好等于一個(gè)波長，即在一個(gè)周期里振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長。
（2）波速
定義：波的傳播快慢，其大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定的，在不同的介質(zhì)中速度并不相同。單位：米/秒（m/s）符號(hào)：v
表達(dá)式：v=λ/T
�。�3）頻率
質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期又叫做波的周期（T）；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率又叫做波的頻率（f）。波的振動(dòng)周期和頻率只與振源有關(guān)，與介質(zhì)無關(guān)。
6、思考題
機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波的關(guān)系。
機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)3
一、目的
1、通過實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械波及其形成條；通過分析討論理解機(jī)械波的概念、實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，以及與機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系，通過比較對(duì)機(jī)械波進(jìn)行分類。
2、進(jìn)一步培養(yǎng)、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析推理能力。
二、教材分析
在學(xué)生學(xué)習(xí)了機(jī)械振動(dòng)、簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，接著本節(jié)教材從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析比較得出械械波的概念實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)和分類。所以在此安排機(jī)械波的恰到好處，既有利于本節(jié)的學(xué)習(xí)又是對(duì)前面知識(shí)的運(yùn)用、復(fù)習(xí)和鞏固，而且通過對(duì)機(jī)械波的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生理解將要學(xué)習(xí)的聲波、電磁波、光波。
三、教學(xué)重點(diǎn)
機(jī)械波的形成原因和特點(diǎn)。
四、教學(xué)難點(diǎn)
對(duì)機(jī)械波在傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置的振動(dòng)情況和振動(dòng)以波的形式在介質(zhì)中傳播的理解，弄清機(jī)械振動(dòng)與橫波的關(guān)系和區(qū)別。
五、教材教法
實(shí)驗(yàn)分析法。
六、教材學(xué)法
讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析揭示事物本質(zhì)的一種科學(xué)方法。
七、教學(xué)教具
繩子一根(2m左右)，繩波掛圖，螺旋彈簧縱波演示器，縱波掛圖。
八、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入新
(提問)什么是機(jī)械振動(dòng)？什么是簡諧運(yùn)動(dòng)？
機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
簡諧運(yùn)動(dòng)：物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力的作用下的'振動(dòng)。
(提問)向平靜水中(如平靜的游泳池水)投石子會(huì)看到什么現(xiàn)象？以石子擊水點(diǎn)為中心，振動(dòng)(波浪)遠(yuǎn)離中心向四周傳播，直到很遠(yuǎn)(游泳池的岸邊)。
(演示)繩子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖動(dòng)。
(提問)學(xué)生看到了什么？看到一列凸凹相間的波形(振動(dòng)形式)向繩子的另一端傳去，這就是(板書)機(jī)械波(給出學(xué)生波的直覺感受)，這就是本節(jié)的內(nèi)容。
(二)新教學(xué)
1、(板書)波的形成條
(提問)平靜的水中不投石子，即給水沒有施加振動(dòng)，水面上有沒有水波(機(jī)械波)？沒有。
(演示提問)如果手拿繩子的一端不抖動(dòng)，保持靜止，那么，繩子上各處有沒有振動(dòng)？有沒有繩波？——沒有。
可見要產(chǎn)生水波，就必須給水施加振動(dòng)；要產(chǎn)生繩波，就必須手拿繩子的一端進(jìn)行上下振動(dòng)，這就是物理上講的振也叫做波，這是產(chǎn)生波的一個(gè)條。
(板書)①波就是能夠產(chǎn)生振動(dòng)的物體或質(zhì)點(diǎn)。
(提問)如果有振而沒有水、繩子即媒介物能不能產(chǎn)生波？——不能。
物理上把水、繩子等媒介物叫做介質(zhì)，可見介質(zhì)也是產(chǎn)生波的另一個(gè)條。
(板書)②介質(zhì)就是傳播機(jī)械振動(dòng)的媒介物。
(總結(jié))通過上面的實(shí)驗(yàn)觀察可見波產(chǎn)生的條是：不但要有波而且還要有介質(zhì)，兩者缺一不可。
2、(板書)分析介質(zhì)能夠傳播機(jī)械振動(dòng)的原因和機(jī)械波的概念
(提問)為什么介質(zhì)中某一點(diǎn)發(fā)生的振動(dòng)能向各個(gè)方向傳播？
原這是由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，我們可以把介質(zhì)看成由大量的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用力，當(dāng)介質(zhì)中某一點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)它相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又會(huì)帶動(dòng)各自周圍的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，這樣振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中逐漸傳播開。
(總結(jié))可見(板書)①機(jī)械波形成的原因就是由于介質(zhì)本身內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用力，即介質(zhì)本身內(nèi)部的力學(xué)性質(zhì)決定的。
(板書)②機(jī)械波就是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程。
3、(板書)機(jī)械波的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)
(提問)漂浮在水面上的樹葉隨著水的上下振動(dòng)而上下振動(dòng)，它會(huì)不會(huì)隨水波的向前傳播而向外遷移？——不會(huì)。
(演示)在繩子上的任意一點(diǎn)系上一圈紅布或者用紅墨水涂上一圈(要讓學(xué)生能明顯觀察到紅色標(biāo)志)，手拿繩子一端上下振動(dòng)。(提問)同學(xué)們看到了有紅色標(biāo)志的點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng)？會(huì)不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)？有紅色標(biāo)志的點(diǎn)在其平衡位置附近做上下振動(dòng)，而不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)。
(演示)然后在繩子上不同的點(diǎn)(最好等距離標(biāo)記上4至5個(gè)紅色點(diǎn)，手拿繩子上下振動(dòng)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察。(提問)各個(gè)點(diǎn)振動(dòng)的先后順序如何？——越靠近振動(dòng)的手一端的紅色點(diǎn)先振動(dòng)，接著是下一個(gè)，最后是最遠(yuǎn)的紅色點(diǎn)。
(小結(jié))(板書)機(jī)械波的特點(diǎn)：
�、俳橘|(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做機(jī)械振動(dòng)，并不沿波的傳播方向發(fā)生遷移。
�、谘夭ǖ膫鞑シ较�，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)依次開始振動(dòng)，距離波愈近，愈先開始振動(dòng)。
根據(jù)波的傳播特點(diǎn)和概念，(提問)既然沿波的傳播方向各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近依次振動(dòng)，又不遷移，那么機(jī)械波傳播的是什么？——機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)的形式(又提問)前面我們知道，機(jī)械振動(dòng)是具有能量的，那么機(jī)械波是不是也把波的能量通過介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)依次傳播出去了？——是。
(總結(jié))可見(板書)機(jī)械波的實(shí)質(zhì)是：
�、賯鞑フ駝�(dòng)的一種形式。
�、趥鬟f能量的一種方式。即依靠介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點(diǎn)依次做機(jī)械振動(dòng)傳遞波的能量。
4、機(jī)械波的分類
(演示)用螺旋彈簧縱波演示器進(jìn)行演示，首先使金屬球沿著彈簧的方向左右振動(dòng)。讓學(xué)生仔細(xì)觀察(提問)彈簧上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？——彈簧上各部分發(fā)生周期性的壓縮與拉伸，一會(huì)兒變密，一會(huì)兒變疏，疏密不均的狀態(tài)在彈簧上自左向右傳播。這也是機(jī)械波，即形成一列疏密相間的波，其波是振動(dòng)的金屬球，介質(zhì)是彈簧。
(演示和掛圖)
分別演示繩波和彈簧波，讓學(xué)生仔細(xì)觀察和比較介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的區(qū)別，通過繩波掛圖和螺旋彈簧縱波掛圖，給出波的分類及相關(guān)概念。
九、練習(xí)與思考
機(jī)械波與機(jī)械振動(dòng)有何區(qū)別與聯(lián)系？
聯(lián)系：機(jī)械波是由機(jī)械振動(dòng)引起的，依靠介質(zhì)本身的力學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的。
區(qū)別：機(jī)械振動(dòng)研究的是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而機(jī)械波研究的是由大量質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而引起的整個(gè)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。
機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播的教學(xué)設(shè)計(jì)4
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過學(xué)習(xí)使學(xué)生體驗(yàn)到機(jī)械波是怎樣產(chǎn)生的；
2.通過自身的活動(dòng)使學(xué)生清楚機(jī)械波在傳播過程中，傳播的是振動(dòng)形式，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移；機(jī)械波傳遞過程中攜帶能量和信息；
3.通過實(shí)驗(yàn)得到機(jī)械波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與振源振動(dòng)的頻率無關(guān)；
4.認(rèn)識(shí)到橫波中的波長的意義，知道振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波向前傳播一個(gè)波長。
【學(xué)習(xí)材料】
直徑約1cm、長約10m的一條麻繩、橫波演示器、秒表（或用手表代替）。
【學(xué)習(xí)形式】
學(xué)生自主體驗(yàn)、教師適時(shí)指導(dǎo)。
【教材分析與課程設(shè)計(jì)思想】
“機(jī)械波的產(chǎn)生”一節(jié)內(nèi)容，在初學(xué)者看來屬于較難理解的內(nèi)容，學(xué)生很容易把波的傳播認(rèn)為是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的遷移。波源的振動(dòng)與波的傳播之間關(guān)系很多學(xué)生容易產(chǎn)生混淆。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師經(jīng)過反復(fù)講解和大量的練習(xí)，使一些學(xué)生記住了結(jié)論，但還是沒能理解相應(yīng)的內(nèi)容。
在本節(jié)的--中，我們?cè)噲D改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，將教師的“講解”變?yōu)閷W(xué)生的“親身體驗(yàn)”，通過反復(fù)的“人浪”表演使學(xué)生體驗(yàn)到“機(jī)械波”由近向遠(yuǎn)的傳播過程：①傳播的是振動(dòng)形式，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移：②機(jī)械波傳遞過程中攜帶能量和信息：③振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波向前傳播一個(gè)波長。
然后請(qǐng)學(xué)生用麻繩演示機(jī)械波的傳播，重復(fù)上述觀點(diǎn)，強(qiáng)化觀點(diǎn)。之后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究：機(jī)械波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，與振源振動(dòng)的頻率無關(guān)。最后，請(qǐng)學(xué)生分組演示并講解“機(jī)械波是怎樣產(chǎn)生的”，結(jié)束本節(jié)內(nèi)容。
【課堂紀(jì)實(shí)】
1.將學(xué)生帶到大廳（或小操場上），將學(xué)生均等地分成4隊(duì)，手手相連，教師位于隊(duì)伍中間，指導(dǎo)學(xué)生，如圖1。
先讓第2排學(xué)生進(jìn)行“人浪”表演：從左起第一個(gè)人開始依次“蹲”“起”一次。其他同學(xué)觀察。
然后讓第2排的同學(xué)從中間斷開，傳到斷開處，后面的學(xué)生不再動(dòng)作。
教師提問：假設(shè)將每一位學(xué)生都看成“質(zhì)元”，最左邊的學(xué)生看作最先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)（波源或振源），學(xué)生手手相連看作連續(xù)的“介質(zhì)”（介質(zhì)就是傳播振動(dòng)的物質(zhì)），那么，只有振源的振動(dòng)而沒有傳播振動(dòng)的介質(zhì)能產(chǎn)生機(jī)械波嗎？
學(xué)生回答：不能。
教師提問：那么，機(jī)械波產(chǎn)生的條件是什么？
學(xué)生回答：振源的振動(dòng)和傳播振動(dòng)的介質(zhì)。
教師：機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程就是機(jī)械波。
2.先讓第2排學(xué)生進(jìn)行“人浪”表演：從左起第一個(gè)人開始依次“蹲”“起”一次。其他學(xué)生觀察。
然后請(qǐng)第3排的學(xué)生重復(fù)表演一次，其他學(xué)生觀察。
讓1、2排學(xué)生交換位置，3、4排學(xué)生交換位置，重復(fù)表演一次，其他學(xué)生觀察。
教師提問：機(jī)械波在傳播過程中介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)隨波遷移嗎？
學(xué)生回答：介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。
教師提問：那傳播的是什么？
學(xué)生回答：傳播的是振動(dòng)的形式。
教師提問：如果振源振動(dòng)的幅度是1m，那么其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)幅度是多大？
學(xué)生回答：也是1m。
教師提問：如果振源振動(dòng)的周期（完成一次全振動(dòng)的時(shí)間）是2s，那么其他質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期是多大？
學(xué)生回答：也是2s。
教師提問：這說明了什么問題？
學(xué)生回答：振源怎么振動(dòng)，介質(zhì)中的其他質(zhì)點(diǎn)也跟著怎樣振動(dòng)。
教師：這是否意味著機(jī)械波傳播過程中攜帶著信息？
學(xué)生釋然。
教師提問：機(jī)械波傳播過程中攜帶能量嗎？
學(xué)生回答：是的。
教師：那誰能給大家總結(jié)一下，機(jī)械波傳播的特點(diǎn)？
學(xué)生：①機(jī)械波介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。
教師：很好，請(qǐng)繼續(xù)。
學(xué)生：②機(jī)械波傳播過程中攜帶能量。
教師：還有嗎？
學(xué)生：③機(jī)械波傳播過程中攜帶信息。
教師：攜帶誰的信息？
學(xué)生：振源振動(dòng)的信息。
3.教師請(qǐng)第3排學(xué)生按照要求進(jìn)行表演：當(dāng)?shù)谝晃粚W(xué)生完成一次全振動(dòng)后，其他學(xué)生立即停止動(dòng)作，定格在這一時(shí)刻。
�。▽W(xué)生妤像是沒有明白教師的指令，或是這一過程較難完成，總之重復(fù)三次才勉強(qiáng)完成）
大致成如下形態(tài)，如圖2。
教師提問：這大概是什么形狀？
學(xué)生回答：正弦（余弦）波的形狀。
教師：第9個(gè)質(zhì)點(diǎn)剛要開始向下振動(dòng)，與第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)步調(diào)一致。我們把兩個(gè)相鄰的、振動(dòng)總是相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做一個(gè)波長。
教師提問：振源振動(dòng)一個(gè)周期，振動(dòng)從第1個(gè)質(zhì)點(diǎn)傳播到第9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，哪位學(xué)生總結(jié)一下？學(xué)生回答：振源振動(dòng)一個(gè)周期，機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的距離是一個(gè)波長。
教師：這說明機(jī)械波的傳播具有周期性。
教師：在同種均勻介質(zhì)中，機(jī)械波的傳播是勻速的。如果用λ表示波長，t表示周期，則：v=λ/t。
4.用麻繩研究機(jī)械波的傳播速度與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)：請(qǐng)兩位學(xué)生到隊(duì)伍前面進(jìn)行演示，兩者相距約10m，各執(zhí)繩的一端，一人不動(dòng)，另一人上下抖動(dòng)繩子，這樣就有一列波從抖動(dòng)的這一端向另一端傳開來。
緩慢抖動(dòng)繩子，產(chǎn)生的機(jī)械波的波長大：快速抖動(dòng)繩子，產(chǎn)生的機(jī)械波的.波長小。
再請(qǐng)出3個(gè)學(xué)生進(jìn)行記錄：在兩種不同的抖動(dòng)繩的條件下，由一端傳到另一端所用的時(shí)間。
教師提問：通過實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？
學(xué)生回答：波的傳播速度相同。
教師：準(zhǔn)確表達(dá)。
學(xué)生：在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，不論如何抖動(dòng)繩子（快速、中速、慢速），從這一端傳播到另一端所需要的時(shí)間相等。即波的傳播速度是相同的，與波源振動(dòng)周期（頻率）無關(guān)。
教師：哪位同學(xué)能總結(jié)一下機(jī)械波的波長是由哪些因素決定的？是頻率還是波速？是振源還是介質(zhì)？
學(xué)生：兩者共同決定的。
5.請(qǐng)學(xué)生手手相連圍繞成一個(gè)圓，相鄰兩人同時(shí)動(dòng)作，產(chǎn)生的波向兩側(cè)傳播，形成的波是對(duì)稱的。如圖3所示。
6.按照分組原則，圍繞教師，使用橫波演示器，講解機(jī)械波的產(chǎn)生過程。
教師首先分析講解一遍，學(xué)生再講解一遍，最后進(jìn)行個(gè)別答疑和指導(dǎo)。按照從第1組，到第2組、第3組、第4組的順序，全部完成一遍。保證照顧到每一位學(xué)生。
【教學(xué)反思】
本節(jié)課大量采用學(xué)生活動(dòng)來完成學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生的活動(dòng)和學(xué)習(xí)積極性十分高漲。本節(jié)課沒有一個(gè)十分清晰的邊界，沒有完全按照教材編寫的內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)的內(nèi)容涉及教材中的三節(jié)內(nèi)容：機(jī)械波的產(chǎn)生、描述機(jī)械波的物理量──波長、波速等等。在教學(xué)中創(chuàng)造一種接近真實(shí)的情景，通過學(xué)生的參與和感悟、通過學(xué)生的測量得到結(jié)論，形成機(jī)械波的概念，掌握機(jī)械波的規(guī)律。這種--完全符合“以學(xué)生為中心”的教育理念。學(xué)生在課堂中體驗(yàn)到物理學(xué)原來也可以這樣“玩兒”，從本章的測驗(yàn)成績可以看出，全班有45人的成績達(dá)到90分以上，滿分6人，最低分78分。我們認(rèn)為，“自主體驗(yàn)課”無論從教學(xué)效果還是促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)展方面都是很好的嘗試。
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