《机械波的产生》教学设计

一、教材依据

上海科技教育出版社《物理》选修3-4

第二章机械波第一节机械波的产生

二、设计思想

1、指导思想

从生活中的实例入手，以多媒体形式展示，引导学生分析，从而得出物理规律，使学生理解“物理来源于生活”。

2、设计理念

从高效课堂理念出发，激发学生自主学习精神，从生活实例入手，应用现代教学手段，结合试验，让学生主动问为什么？主动去分析原因，从而理解知识。

3、教材分析

这一节是在上一章简谐运动的基础上，深入研究质点是如何传递振动的形式和能量的。从整个章节的知识安排来看，本节是此章的知识预备阶段，是本章后期学习的基础，是让学生建立机械波知识兴趣的第一课。教材编写时没有由振动直接引入波动，而是构建实验探究、讨论与思考、分析论证的思维链，让学生在观察后思考、思考是分析、分析中求证，从而揭示机械波形成的条件、机械波传播及波动的本质。教材的编排体现形象与抽象、事实与概念的有机统一。

4、学情分析

学生在初中学习过声波，只知一些现象和事实，未知其究竟。现实生活中也有很多波的实例，学生只知道是波，但是对其原理却并清楚。所以从这些实例入手容易引起学生的学习兴趣，通过多媒体教学应用让学生明白波的形成原因及实质，满足学生获取新知识，用知识解释物理现象的需求。通过对绳波形成的动态演示和准确分析使学生理解机械波产生的条件，合理应用多媒体课件可以使学生更直观的观察机械波的产生和分析机械波的特点。根据不同波的比较使学生会对波进行分类。在教学过程中，指导学生联系实际，增加学生的学习兴趣。

三、教学目标

1、知识与能力

理解机械波产生的条件，认识横波和纵波及其区别，学会用质点模型分析波的形成，通过解释联系实际的应用问题，感受波传递的是能量和信息。

2、方法与途径观察水波、绳波的传播过程，掌握局部代替整体的思想。

3、情感与评价激发对自然现象的探究欲望，体验科学的价值，理论联系实际，体会“物理来自于生活”的意义。

4、现代教学手段的应用

多媒体课件教学使用投影仪

四、教学重点机械波的产生条件及实质，机械波的特点和分类

五、教学难点用质点模型分析波的形成，明确波的实质

六、教学准备在进行教学设计时紧扣教材，结合教辅资料，通过网上查找信息，应用多媒体课件教学，课前准备绳子，水及盛水的容器。

七、教学过程

（一）引入新课

老师提出问题：大家有没有过向水塘或水池扔石子的经历？水塘里会发生什么现象？小时候上体育课玩跳绳，有没有捉住绳子一端抖动的经历？绳子上发生什么现象？

【学生实验：】

1、打开投影仪用容器盛水放在投影仪下面，让学生水中投入小石子，观察现象；2、把绳子一段固定，让学生握住绳子另一端并上下抖动，观察现象。

（多媒体展示水波、绳子上的波图片，引出问题）

问题：水波和绳上的波是怎样形成的呢？

（二）进行新课

2.1机械波的产生

一、机械波是怎样形成的（展示绳波图片，以绳子上的波为例研究波的形成）

问题：为什么绳上各点都能动起来？凹凸相间的波是怎样形成的呢？

（学生自己分析，老师加以适当指导）

分析：一根绳子把绳子分成很多小段每一小段可以看成一个质点质点之间有相互作用力（课件依次展示，使学生体会形象到抽象的过程，及质点模型解释波的形成）

设想，把绳子分成很多小段每一个小段可以看成一个质点

质点之间有相互作用力（动画演示各质点依次振动形成绳波）

学生讨论分析：

①、绳子各部分看成是相互之间存在弹力的质点；②、沿波传播方向，前一质点依次带动后一质点，后一质点延迟振动；③、把质点的振动状态向前传播，从总体看形成凹凸相间的波。

1、机械波：机械振动在物质中的

传播

传播机械波的物质称为介质。产生机械振动的物质称为波源。老师提问：刚才同学做的两个实验中，水波的波源在哪？绳子上波的波源在哪？学生回答：水波中，石子落下处振动的水就是波源；绳子上的波，波源是手中随手上下振动的一小部分绳子。

2、产生机械波的条件

（动画演示：①、只有绳子，不让绳子一端振动（即无波源），无波产生；②、手握一小段绳子振动，没有后继的绳子（即无介质），无波产生。）

老师提问：要有机械波产生，需要满足那些条件？

学生讨论并总结：

只有同时存在波源和介质时，才会产生机械波。

注意：1、有振动不一定存在波，有波一定存在振动；2、机械振动是产生机械波的必要条件；3、机械波不能在真空中传播（真空中无介质）。

【讨论与思考】分析图2-7探究机械波的形成，思考下列问题：

⑴波源质点1后的每个质点的起振方向（刚开始振动时的方向）有什么特点，和波源质点1的起振方向一样吗？

⑵波传播过程中，质点能随波而向波的传播方向“迁移”吗？⑶波在形成过程中传播的是什么？⑷绳波中各质点的振动方向和波的传播方向有什么关系？

学生讨论后得出答案：

⑴波源质点1后的介质中各个质点的起振方向都是向上起振，和波源质点1的起振方向相同。

⑵波向右传播，而介质中各质点都是在其平衡位置附近做机械振动，只是后一质点比前一质点有一个“滞后”并没有随波向波的传播方向“迁移”。⑶波在形成过程中把波源质点的振动形式依次向外传播，介质中原来静止的质点，随着波的传来而相继振动起来，这表示它获得了能量，则波向外传播即向外传播振动的形势和能量。⑷绳波中质点是在其平衡位置附近上下振动，而波是水平传播的，质点振动方向和波的传播方向垂直。