波的形成和傳播示范

1、第一節(jié)：波的形成和傳播示范教案教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1、知道直線上機(jī)械波的形成過程2、知道什么是橫波，知道波峰和波谷；知道什么是縱波，知道疏部和密部3、知道"機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波"知道波在傳播運(yùn)動(dòng)形成的同時(shí)也傳遞了能量4、通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能明白用語言交流是利用聲波傳遞信息等生活中的機(jī)械波（二）能力目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的觀察能力以及對(duì)科學(xué)的探究精神教學(xué)建議本節(jié)重點(diǎn)是理解形成機(jī)械波的物理過程；學(xué)習(xí)中掌握振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)只在平衡位置附近振動(dòng)，并不隨波遷移。知道橫波和縱波的區(qū)別是波形不同，橫波有波峰、波谷，而縱波有疏部和密部認(rèn)真分析下列問題：1、機(jī)械波能離開媒質(zhì)向外傳播嗎?

2、(解答)不能機(jī)械波一定要依賴媒質(zhì)才能傳播，若沒有媒質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間的相互作用就不能發(fā)生，前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)就不能帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，所以振動(dòng)形式無法傳播出去2、日常生活中，發(fā)現(xiàn)球掉入池塘里，能否通過往池塘丟人石塊，借助石塊激起的水波把球沖到岸邊呢?（解答）不能向水中投入石塊，水面受到石塊的撞擊開始振動(dòng)，形成水波向四周傳去這是表面現(xiàn)象，實(shí)際上水波向四周傳播而水只是上下振動(dòng)并不向外遷移，所以球也僅僅是上下振動(dòng)而不會(huì)向岸邊運(yùn)動(dòng)教學(xué)重點(diǎn)機(jī)械波的形成過程及描述教學(xué)難點(diǎn)機(jī)械波的形成過程及描述教學(xué)用具1、演示繩波的形成的長繩；并用課件展示。2、橫波、縱波演示儀；并用課件展示。3、用幻燈展示機(jī)械波 。  教學(xué)步

3、驟 引入新課我們已學(xué)習(xí)過機(jī)械振動(dòng)，它是描述單個(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)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運(yùn)動(dòng)形式機(jī)械波。1、機(jī)械波的產(chǎn)生條件演示水波：教師用幻燈機(jī)做實(shí)驗(yàn)：使平靜的水面振動(dòng)，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。教師提問：水波離開水能看到上面的現(xiàn)象嗎？繩波離開繩行嗎？學(xué)生回答：不行。教師提問：當(dāng)振動(dòng)停止后我們又看到了什么現(xiàn)象？學(xué)生回答：傳出去的仍然在傳播，以后水（繩）都靜止不動(dòng)了。請(qǐng)學(xué)生總結(jié)：（教師可引導(dǎo)）

4、(1)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)，如在繩波中的手的不停抖動(dòng)就是振源。介質(zhì)傳播振動(dòng)的媒質(zhì)，如繩子、水。2、機(jī)械波的形成過程（用課件把繩波的運(yùn)動(dòng)展示）(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)間力的作用，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(t0)各質(zhì)點(diǎn)的位

5、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)過了T4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)過了T2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3T4、和5T4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。教師講解后，請(qǐng)學(xué)生討論機(jī)械波在傳播過程中的特點(diǎn)：3、對(duì)機(jī)械波概念的理解(1)機(jī)械波是構(gòu)成

6、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)橫波的定義：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)，叫起伏波。如圖3波形所示。(2)縱波的定義：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。舉例：聲波是縱波，其中：振源聲帶，介質(zhì)空氣、液體、

7、固體。聲波在空氣中的傳播速度大約為：340m/s；聲波在水中中的傳播速度大約為：1500m/s；聲波在鋼鐵中的傳播速度大約為：5000m/s；地震波既有橫波又有縱波。其中橫波和縱波的傳播速度不同。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，符號(hào)：。演示，（觀察演示儀器）：在橫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。質(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：振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)

8、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    符號(hào)：v表達(dá)式：vT=f(3)周期和頻率：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)，與媒質(zhì)無關(guān)。（媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)都是受迫振動(dòng)，所以周期同振源的周期）。同步訓(xùn)練：例1 關(guān)于振動(dòng)和波的關(guān)系，下列說法中正確的是（ ）A、如果波源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波動(dòng)也立即停止 B、物體做機(jī)械振動(dòng)，一定產(chǎn)生機(jī)械波C、波的速度即波源的振動(dòng)速度 D、波在介質(zhì)中的傳播頻率與介質(zhì)性質(zhì)無

9、關(guān)，僅由波源的振動(dòng)頻率決定例2 關(guān)于機(jī)械波的概念，下列說法中正確的是（ ）A 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波傳播的B 簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個(gè)完整波形的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小始終相等C 任一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方向移動(dòng)一個(gè)完整的波形D 相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡諧波的波形相同例3 圖101中所示為一簡諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)A正向上以，如圖中箭頭所示。由此可判定此橫波（ ）A. 向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)B正向上運(yùn)動(dòng)B. 向右傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)C正向上運(yùn)動(dòng)C. 向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)D正向上運(yùn)動(dòng)D. 向左傳播，且此時(shí)質(zhì)點(diǎn)E正向上運(yùn)動(dòng) 例4下列有關(guān)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的說法中正確的是（ ）A某物體做機(jī)械振動(dòng)，它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機(jī)械波B波源停止振動(dòng)后，已形成的機(jī)械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播C機(jī)械波傳播的只是機(jī)械振動(dòng)的形式和能量，參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移D振動(dòng)是變速的，波