波的图像教学设计.docx
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波的图像教学设计
《波的图像》教学设计
【教材分析】
《波的图像》一节是人教版高中物理选修3-4，第十二章第二节的内容。
本节作为机械波的第二个部分，是这一章的教学重点之一，也是教学的难点。
在学习了波的形成与产生的基础上，从实际的波抽象为波的图像，让学生认识波的图像是波的一种数学表示，从而理解简谐波及其图像这一关于波的理想模型，并且区别于质点的振动图像，为以后对波的定量分析打下基础。
【学生分析】
已经学习了波的形成与产生，学生对于波的现象有了一定的认识。
这一阶段学生处于高二下学期，对物理已经有了一定的学习能力，在理解和掌握本节内容的难点方面已经有一定的心理与能力基础，在教学过程中关键主义激发学生的探究欲望，可以在教学过程中运用形象的比喻和多媒体课件，加深学生的理解，激发学生的兴趣。
【教学目标】
一．知识与技能
1．明确波的图象的物理意义；
2．从波的图象中会求：
①波长和波幅；
②已知波的传播方向求各个质点的振动方向，或已知某质点的振动方向确定波的传播方向；
③会画出经过一段时间后的波形图；
④质点通过的路程和位移。
3．明确振动图象与波动图象的区别；
4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。
二．过程与方法
1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象，培养学生初步观察的能力；
2.能将所学知识运用到生活中，了解物理与生活的密切联系。
三．情感态度价值观
1.激发学生的学习兴趣和求知欲；
2.提高学生的抽象思维能力；
3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。
【教学重难点】
教学重点：
1.理解波的图象的意义；
2.能用波的图象解决一些实际问题。
教学难点：
根据波的图象如何解决实验问题。
【教学过程】
教学程序
教学内容
设计意图及依据
1．
新
课
导
入
创设问题情境，引入新课：
总结上一节所讲内容，用电脑模拟波的传播过程，让学生观察，然后诱导学生提出疑问：
1.介质中各质点的平衡位置是否移动；
2.质点离开平衡位置的位移的变化；
3.将波形在某时刻锁定用什么方法可以记录下此时刻介质中各质点的位移？
在总结上节课所讲知识的同时，让学生带着问题进入到本堂课的学习当中，激发学生的求知欲，同时也吸引了学生的注意力。
2．
新
课
教
学
一．波的图像
【演示】由波动演示仪给出波动过程中振动质点在一些时刻所在的位置，然后定格在某一时刻。
用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在纵坐标中位移的方向向上时为正值，位移的方向向下时为负值。
把各个质点在某一时刻的位置连成一条曲线，就得到某一时刻的波的图象。
通过演示提供直观的教学情景，让学生在观察中认识，在认识中发现，在发现中归纳。
二．振动方向与波的传播方向的关系
通过具体的实例讲解二者之间的关系：
【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。
若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？
分析：
取和a相邻的两个点b、c。
若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。
所以b点先振动，其次是a、c两点。
因此，波是向左传播的。
【例题2】如图10-1所示，若波向右传播，此时刻d点向什么方向运动？
分析：
取和d点相邻的一个点e，由于波向右传播，所以d点应该比e点先振动起来，e点是在d点带动下振动起来的，所以d点此时刻应该向下振动。
通过对具体的例子分析、讲解，让学生学会运用物理知识处理问题、分析问题。
三．波的图像变化情况
重点讲描点作图法，用例题讲解：
例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。
若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
分析：
根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。
如图10-2中虚线所示。
同样道理，由各个质点的振动方向可确定出经T/4前各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4前时刻的波的图象。
如图10-3中虚线所示。
若波向左传播，同样道理可以画出从t=o时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
四．波的图像与振动图像的区别
列表对比：
波动
振动
图象
正（余）弦曲线
正（余）弦曲线
研究对象
多个质点
一个质点
横坐标
波传播方向上媒质上各质点的平行位置
质点振动经历的时间
纵坐标
各质点的位移
一个质点的位移
物理意义
多个质点在同一时刻的位移
一个质点在不同时刻的位移
用列表对比，生动形象，逻辑性强，便于学生对两个概念的理解。
3．
课
程
小
结
对本节课作如下总结，总结学习内容：
一．什么是波的图像
振动质点在某一时刻所在的位置炼成的一条曲线，叫做波的图像
二．振动方向与波的传播方向的关系
三．波的图像变化情况：
描点作图法图像平移作图法
四．波的图像与振动图像的区别
简明阐述本节课的主要内容，让学生知道要学习什么，要掌握什么，什么是学生需要学习的重点
【板书设计】
第二节波的图像
一．什么是波的图像
振动质点在某一时刻所在的位置炼成的一条曲线，叫做波的图像
二．振动方向与波的传播方向的关系
三．波的图像变化情况：
描点作图法图像平移作图法
四．波的图像与振动图像的区别
【课后题答案】
1.CD
2.
（1）、L点
（2）、N点
3.
（1）K点
（2）M点
4.
1s后
y/m
Ox/m
4s后
y/m
Ox/m
波的形成和传播
（说课稿）
雁江区保和中学:
李忠骏
一、教材分析：
1.教材所处的地位及前后联系：
《波的形成和传播》是高二物理第十章《机械波》的第一节内容，它研究的是质点的振动在连续介质中传播的过程，由于其运动形式相对复杂、形成过程较抽象。
因此，是本章的难点内容之一。
因为理解机械波要用到以前学过的运动学和动力学的知识，且是对前半部分机械振动的进一步深化和应用，又为以后学习电磁振荡、电磁波、光波作下铺垫，故这部分内容起着承前启后的作用。
通过本节课的教学，对培养学生科学的思维，研究方法，发展学生智力有着特殊的意义。
：
1）知识目标：
①明确机械波的产生条件；
②掌握机械波的形成过程及波的传播过程的特征；明确波传播的是能量和振动形式，而不是质点；
③知道横波、纵波的概念及波峰、波谷、疏部、密部的定义。
2）能力目标：
培养学生抽象思维、观察、推理和综合分析的能力。
3）情感目标：
培养学生用辨证的观点，探究物理过程及其规律，对学生进行唯物主义世界观和科学方法论的教育。
3.教材的重点、难点、疑点和关键点：
（1）重点：
机械波的形成过程。
（2）难点：
机械波的形成过程。
（3）疑点：
机械波在介质中传播时，介质中的质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不随波向外迁移。
（4）关键点：
建立振动与波的联系。
依据:
波的形成是一个动态的过程，细节不容易体现出来，学生不易掌握。
学生的抽象思维、推理和综合分析的能力较差。
二、学情分析及处理对策
通过前面的学习，学生已经具备运动学的基本知识及质点振动的特点和规律，但尚未涉及波的知识。
因此，本节课从研究质点的振动出发，去掌握波的形成过程，使学生能顺利地掌握新知识。
通过初中和高一物理的学习，学生已有一定的观察、实验能力，但抽象思维、推理和综合分析的能力较差。
因此，本节课通过实验和计算机模拟辅助教学，引导学生分析动态过程，来进一步提高学生这几个方面的能力。
三、教法设想：
1、实验法：
物理实验具有形象、生动、有趣、极易调动学生积极性，化抽象为具体之功效，所以本节课采用实验法，利于从人的听觉和视觉同时强化刺激，增加感性认识（学生准备器材：
长绳），使学生对波有直观的认识，培养学生观察、分析问题的能力。
2、计算机模拟辅助教学：
由于波的形成是一个动态的过程，细节不容易体现出来，学生不易掌握。
因此采用计算机模拟辅助教学，通过CAI课件模拟物理过程的方法进行重点的突出、难点的突破，使学生获得较直观的信息；
3、讲解法：
本节课是新授课，所以由教师对新教材作系统概括，重点深入的启发性讲解。
4、谈话法：
在展示图片和动画的同时，提出问题，让学生边观察边思考，能充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用，充分调动学生的主观能动作用，以激发学生研究物理问题的浓厚兴趣。
四、学法指导：
本节课主要采用“指导——自主学习法”，通过课件和实验，引导学生进行问题探究和讨论，使学生懂得通过观察、推理达到接受知识的目的，培养学生的观察、分析和知识迁移能力。
五、教学程序设计：
引入新课（3分钟）
1．在生活中，我们用一滴水滴入平静的水面，会看到水面上荡起圈圈涟漪，起伏不平的波纹向四周传播出去，形成水波。
（展示水波图片）
2．挂在旗杆上的红旗随风飘动。
（展示红旗飘动动画）
3．运动员表演长绸舞。
（展示长绸舞动画）
4．远处发生地震，激起的地震波传来后，会引起地面的振动。
上述现象，都是我们平时所见到的波的情形。
前面我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式。
这节课我们来学习由大量质点构成的弹性介质的整体的一种运动形式——机械波。
那么，波形成的条件是什么呢？
波是怎么形成的呢？
引入课题。
[板书]：
第一节波的形成和传播
设计的依据：
运用图片、动画新颖的刺激和设置的问题情景，引导学生把注意力指向新学习的课题，使心理活动集中于所要掌握的内容，保证学习的效率。
新课教学（28分钟）
1、（展示动画）绳子形成波的实验，引导学生观察，总结得出：
机械波就是机械振动在介质中的传播。
[板书]：
一、机械波：
机械振动在介质中的传播。
2、提出机械波产生的条件。
[板书]：
二、产生条件：
1、振源；2、介质。
3、（展示动画）利用计算机模拟演示波的形成过程，引导学生仔细观察并思考：
设问：
绳可以分成许多小部分，每一部分看作质点，那么
（1）每个质点如何运动？
（2）为什么前一个质点的运动会带动后一个质点的运动？
（3）各质点的运动有何区别和联系？
（4）当振动传到第7个质点时，其余各点的位置如何？
（5）当振动传到第13个质点时，其余各点的位置如何？
并标出振动方向。
[板书]：
三、形成过程；每个质点的振动都会带动周围质点振动，从而使振动在介质中传播开来。
（6）在形成凹凸相间的波传播过程中，媒质有向外传播吗？
实际传播的是什么？
4、（学生小实验）：
学生用手抖动绳子，形成绳波。
如果不再抖动，则原位的质点很快平静下来。
它说明波动是伴随着能量传播的，要使波持续的传播，必须不断地给振源提供能量。
5、（展示冰山在水波中的动画）引导学生观察冰山的状态，从而得出波的传播特征。
[板书]：
四、机械波的特点：
1．介质中各点都在各自的平衡位置作往复运动——振动。
2．各质点并不随波向波的传播方向迁移。
3．各质点在振动时有时间上的先后。
4．波是能量传播的一种方式。
6、学生活动：
（展示大型团体操的动画）让学生进行波的模拟演示。
7、利用计算机模拟演示横波和纵波，让学生观察并思考：
这两种机械波的振动方向与传播方向的关系有何不同？
接着要求学生阅读课本第47页“横波和纵波”这一小节。
[板书]：
五、波的分类
1、横波：
振动方向与波的传播方向垂直。
（凹凸相间的波形——波峰,波谷）
2、纵波：
振动方向与波的传播方向在同一直线上。
（疏密相间的波形——疏部,密部）
设计的依据：
•用实验法，利于从人的听觉和视觉同时强化刺激，增加感性认识，使学生对波有直观的认识，培养学生观察、分析问题的能力。
•由于波的形成是一个动态的过程，细节不容易体现出来，学生不易掌握。
因此采用动画，通过课件模拟物理过程的方法进行重点的突出、难点的突破。
•通过提问，能把学生引入“问题情景”，能引导学生联系、分析、综合、概括，从而获得新知识。
巩固练习（6分钟）
1、下列说法正确的是：
（1）有机械波就有机械振动；
（2）有机械振动就有机械波；
（3）没有机械振动就没有机械波；（4）没有机械波就没有机械振动；
（5）没有媒质就没有机械波；（6）有媒质就有机械波。
2、如图是某时刻某一横波的波形，质点3、11在波峰，质点7在波谷，已知质点9的振动方向向上，则：
（1）此横波的传播方向是___。
（2）此时质点5的振动方向是__。
（3）质点2和3比较，___先回到平衡位置。
（4）经过T/4质点12的振动方向是___。
（5）请用虚线画出再过3T/4的波形。
依据：
练习能帮助学生巩固新知识，有利于物理概念的理解和物理规律的应用。
如：
练习1能巩固机械波产生的条件。
练习2能加深对波的产生过程的理解，加强振动和波的联系。
课堂小结（3分钟）
1．只有振动才有可能引起波动。
2．只有通过介质,才能由局部的振动引起全局的波动。
3．每一局部都在平衡位置附近做住复运动——振动。
4．每一局部并不随波向波的传播方向迁移。
5．每一局部的振动在时间上有先后。
6．机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是一种振动形式，又是能量传递的一种方式。
依据：
根据“先快后慢”的遗忘规律，知识的巩固应在头脑中建立新的联系以后立即进行。
所以引导学生归纳总结，并对问题研究的方法做出评价，思考描述波动与振动的物理量有什么不同。
布置作业（1分钟）
1、阅读本节内容，预习第二节“波的图象”。
2、作业：
优化设计第十章第一节《波的形成和传播》同步测控。
依据：
做作业能帮助学生巩固新知识，有利于物理概念的理解和物理规律的应用。
学生看书、做作业（4分钟）
六、板书设计：
依据：
把教材的重点和要点的提纲或词语板书出来，易于唤起学生的注意，形成清晰的、强烈的印象，促进理解，突出重点和要点。
第一节波的形成和传播
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