上海名校课堂高中物理机械波的描述教案沪科版

用心爱心专心机械波的描述班级_______姓名_______实践一：实践二：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）。yOOxAyxyxOO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】【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。实验引入波形图波形运动频率周期波长波速知识归纳和应用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：fTv（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来源：高考资源网高考资源网()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：根据上一题中所画的T/4之后的波形，可以发现质点A已经运动到波峰位置，所以A向上运动。课堂总结：今天我们学习了描述波的几个物理量，请同学简单归纳一下。学生回答：学习了波长、波速和周期、频率。这几个物理量之间存在fTv的关系。课后作业：练习册“波的描述”B组。