高中人教物理选择性必修一第3章第2节 波的描述教学设计.docVIP

人教版高中物理选择性必修1第3章第2节 波的描述教学设计 课题 波的描述 单元 3 学科 物理 年级 高二 教材分析 波的描述是本章的教学重点和难点。教材首先介绍了图像法，然后再介绍波长、频率和波速等物理量，为用解析法描述波打好基础。教学中应根据实际情况，采用多种教学手段，如通过波动演示箱或者利用多媒体动画课件模拟演示各个时刻的波形，帮助学生在头脑中形成正确的物理图景。以横波为例说明波的图像的物理意义，通过这一过 程提高学生的抽象思维能力。 教材重点说明波的图像表现的是各个质点在某时刻偏离平衡位置的位移。 对此，学生在初学时并不容易理解，波的图像与某时刻横波的形状相似，但波的图像的意义究竟是什么?首先要让学生弄清波的图像中横、纵坐标各表示什么物理量，理解波形图中各点所表示的是质点相对平衡位置处的位移，最高(低)位置表示质点位移达到最大。在学习用图像法描述波以后，要让学生切实理解波长、频率和波速是描述波的特性的物理量，能用这些物理量措述机械波。 在学生认识波长、频率和波速三者的关系后，应进步加深对波的图像的认识。 在本节课后，学生应能从波的图像中获取相关信息，对有关问题进行分析和推理，并能解释生产生活中的有关现象。 教学目标与核心价值观 (1)能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义。 (2) 理解波长、频率和波速的意义及其关系。 (3)能判断波的传播方向和质点的振动方向。 物理观念：理解波的图像的意义。 科学思维：能够由波的图像判断传播方向与质点振动方向的关系，由有关信息画出波的图像。 科学探究:会区别波动图像和振动图像。 科学态度与方法：掌握用图像分析问题的方法。 重点 理解波的图像的意义。 难点 由波的图像判断传播方向与质点振动方向的关系，由有关信息画出波的图像。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 关于简谐运动的图像 1.图线的x、y轴(横、纵坐标)分别表示什么物理量？ 2.图象的物理意义是什么？ 3.曲线是不是质点的运动轨迹？质点做的是什么运动？ 4.从简谐运动图象可以求哪些物理量 ? 思考并回答以上问题。 通过问题的形式，复习有关简谐运动图像的相关知识，引出新课内容。 讲授新课 一、波的图像 思考：简谐运动的图像直观地反映了质点做简谐运动的物理过程，根据图像可以看出质点在任意时刻的位移。 如何用图像描述机械波在同一时刻各质点的位移？ 我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。 也称波形图。 1、定义：如果波源做简谐运动，各介质也跟着做 简谐运动，所形成的波叫做简谐波 2、图象：正弦曲线（或余弦曲线）. 3、简谐波是一种最基本、最简单的波. 4、波的图像的物理意义：反映某时刻各个质点偏离平衡位置的位移. 二、波长、频率和波速 1、波长: 沿波的传播方向，振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离，叫做波长，常用λ表示。 观察：在波动中，相隔等于波长的两个点的振动特点？ （1）这两点对平衡位置的位移的大小和方向总保持相同。 （2）这两点速度大小和方向总保持相同。 相隔λ的两个质点的步调有什么关系？ 相隔λ/2的两个质点的步调有什么关系？ 2、频率（或周期）：介质中各质点振动的频率（或周期）都等于波源的振动频率（或周期），我们把这个频率（或周期）叫做波的频率（或周期）。 频率通常用字母f表示，单位是Hz． 周期通常用字母T表示，单位是s． 几点说明 (1)波的周期（或频率）应由波源决定，与传播波的介质无关。 (2)每经过一个周期的时间波就沿传播方向传播一个波长的距离。 (3)每经历一个周期，原有的波形图不改变。 3、波速：单位时间内振动所传播的距离叫做波速。 （1）物理意义:反映振动在介质中传播的快慢程度. （2）波速在数值上等于在单位时间内某一波峰或波谷（疏部和密部）向前移动的距离。 （3）几点说明 ①波速的大小由介质的性质决定，同一列波在不同介质中传播速度不同。 ②一列波在同一均匀介质中是匀速传播的 波速和振动速度有什么区别？ ①波速由什么决定？ 波速由介质决定，与波的频率、质点的振幅无关 ②频率由什么决定？ 波的频率只取决于波源，与波速、波长无关。波在传播过程中、从一种介质进入另一种介质时频率不变。 ③波长由什么决定？ 波长则决定于波速和频率。波从一种介质进入另一种介质波速发生变化，频率不变，波长发生变化；波在同一介质中传播，当频率发生变化，波长也发生变化。 例题：图中的实线是一列正弦波在某一时刻的波形图。经过0.5s后，其波形如图中虚线所示。 设该波的周期T大于0.5s。 （1）如果波是向左传播的，波的速度是多大?波的周期是多大? （2）如果波是向右传播的，波的速度是多大?波的周期是多大