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高中物理《机械波》教案
作为一无名无私奉献的教育工作者,有必要进行细致的教案准备工作,借助教案可以恰当地选择和运用教学方法,调动学生学习的积极性。写教案需要注意哪些格式呢?以下是小编为大家整理的高中物理《机械波》教案,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
高中物理《机械波》教案1
一,教材分析
(1) 教材的地位与作用
"机械波"是高中物理教材第一册(必修)的第五章"机械振动和机械波"的第七节内容。
机械波是机械运动中比较复杂的运动形式。它作为周期性变化的运动,广泛地涉及物理学的各个领域。上好这节课不仅可以巩固以前学过的有关运动学和动力学的知识,还可为今后学习电磁振荡,电磁波和光的本性打下良好的基础。
通过本节课的教学,学生初步认识到学习波动知识时重要的是要会确定波的总的运动情况,即由波长,频率和波速等物理量来表征运动情况,而不是确定单个质点在某一时刻的位置,速度和加速度。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。
(2) 教学目标
根据学生的认知基础,心理特征及本节课教材大纲要求,拟定下列教学目标。
知识目标
明确机械波的产生条件;掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特
征;了解机械波的种类及其传播特征;初步了解描述机械波的物理量。
能力目标
培养学生观察分析,逻辑思维及归纳总结的自主学习能力;培养学生
的时空观念。
3,德育目标
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。
(2) 重点,难点分析
机械波的形成过程及描述是本节课的重点和难点。因为波动过程的细节不容易体现出来,教学过程通过课件模拟物理过程的方法进行重点难点的突破,使学生获得较直观的信息,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。
二,教法与学法
现代教育理论认为,科学教学必须让学生们参与以探究为目标的研究活动,使他们同老师和学生一起在相互启发相互促进。对从学生们所亲历的事物中产生的一些实际问题进行探究,是科学教学所要采取的主要做法。
基于这种理念,本节课主要采用指导——自主学习法,通过课件和实验演示,引导学生进行问题探究和讨论,以期达到教学目标。有着丰富生活体会的学生往往对波动形成的物理过程有着浓厚的兴趣。为了使学生能认识机械波这一特殊的运动形式,教学中可以渗透"指导——自主学习"的教改思想,鼓励学生积极参与,突出学法指导,思维启发,和师生的情感交流。通过学生小实验和教师实验演示及课件模拟物理过程,逐层深入,让学生分成小组在教师创设的问题中进行分析探究,总结波动特征。在此基础上指导学生从功和能的角度去探究波动过程,进而搞清波动的.成因。引导学生在讨论中互相问答或自问自答,进入思维的迁移,每观察到一个现象都去想想几个为什么。真正培养起抽象思维能力和独立的思维能力。
在教学的过程中,教师要对所有学生的各种不同见解,技能和经验都有所尊重。逐步把全班学生培养成科学探究推理严谨缜密,思想方法与行为方式以及社会价值观念都有助于科学学习的科学学习者。
三,教学过程设计
新课引入
(课件)在生活中,我们是否见过此现象——向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
(课件)曾记否,当进球后球迷此起彼伏所形成的波浪 (让学生按顺序逐个相继站起,坐下,这时全班的同学都有机会亲身体会到作为波动中的一分子的运动情况,引导学生分组思考,讨论波动的成因)
(课件)"敕勒川,阴山下,天似穹庐,……"连绵起伏的山峦构筑了
华夏民族的脊梁……
(小实验:学生同桌两人用手抖动课前准备好的绳子,会看到凹凸相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。)
上述现象,都是我们平时所见到的波的情形,那么,波形成的条件
是什么呢 波是什么 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。
机械波的概念和产生条件
机械波的概念:机械振动在介质中的传播就形成了机械波。上述的
水波和绳波都是机械波。
2,机械波的产生条件:振源和介质(引导学生思考探索所观察的现象,归纳总结)
振源——产生机械振动的物质,如在绳波中的手的不停抖动。(如果没有连续的振动,则质点很快停止下来。)
介质——传播振动的媒质,如绳子,水。
机械波的形成过程
1,介质模型:把介质看成由无数个质点弹性连接而成,可以想象成
如右图所示。
机械波的形成过程:
由于相邻质点的力的作用,当介质中
某一质点发生振动时,就会带动周围的质
点振动起来,从而使振动向远处传播。(课件演示相邻质点的相互作用)
(实验和课件演示)绳波的形成过程。(引导学生观察,思考,分析)质点间有弹力联系着。开始时刻(t = 0),各质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动,设振动周期为T,则经过T / 4,质点1已经达到最大位移,正要开始向下运动。质点2的振运动较质点1落后一些,仍向上运动;质点3更落后一些,此时振动刚传到了质点9。经过T / 2时,质点1回到了平衡位置,并继续向下运动,质点9刚到达最大位移处,此时振动传到了质点17。依此推论,演示经3T / 4,T和5T / 4后各质点排列成的波形。
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。
(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,要维持波的传播,必须不断地给振源提供能量。)
横波与纵波
按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类:横波和纵波。
1,横波
质点的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
质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。(疏密相间的波形——
疏部,密部)
例:声波是纵波。其中振源是声带,介质是空气,固体,液体等。
(课件演示两类波的形成及其波形)
说明:地震波既有横波又有纵波。(拓展学生的认知层面)
机械振动与机械波的关系
课件演示机械振动和机械波的图象,启发学生思考两者的区别与联系。
作为课后思考题。为下一节课作铺垫。
课堂小结
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,每一局部的振运动在时间上有先后。
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。
(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。)
高中物理《机械波》教案2
一、教学目的
1.通过实验演示,让学生认识机械波及其形成条件;通过分析讨论理解机械波的概念、实质和特点,以及与机械振动的关系,通过比较对机械波进行分类.
2.进一步培养、加强学生对实验现象的观察、分析推理能力.
二、教材分析
在学生学习了机械振动、简谐运动规律的基础上,接着本节教材从实验现象分析比较得出械械波的概念实质、特点和分类.所以在此安排机械波的教学恰到好处,既有利于本节课的学习又是对前面知识的运用、复习和巩固,而且通过对机械波的学习有助于学生理解将要学习的声波、电磁波、光波。
三、教学重点
机械波的形成原因和特点.
四、教学难点
对机械波在传播过程中,介质质点在各自平衡位置的振动情况和振动以波的形式在介质中传播的理解,弄清机械振动与横波的关系和区别.
五、教材教法
实验分析法.
六、教材学法
让学生学会如何由实验现象进行分析揭示事物本质的一种科学方法.
七、教学教具
绳子一根(2m左右),绳波挂图,螺旋弹簧纵波演示器,纵波挂图.
八、教学过程
(一)复习提问,从实验现象引入新课
(提问)什么是机械振动?什么是简谐运动?
机械振动:物体在平衡位置附近的往复运动.
简谐运动:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动.
(提问)向平静水中(如平静的游泳池水)投石子会看到什么现象?以石子击水点为中心,振动(波浪)远离中心向四周传播,直到很远(游泳池的岸边).
(演示)绳子一端固定,手拿另一端水平拉直,上下抖动.
(提问)学生看到了什么?看到一列凸凹相间的波形(振动形式)向绳子的另一端传去,这就是(板书)机械波(给出学生波的直觉感受),这就是本节课的内容.
(二)新课教学
1.(板书)波的形成条件
(提问)平静的水中不投石子,即给水没有施加振动,水面上有没有水波(机械波)?没有.
(演示提问)如果手拿绳子的一端不抖动,保持静止,那么,绳子上各处有没有振动?有没有绳波?——没有.
可见要产生水波,就必须给水施加振动;要产生绳波,就必须手拿绳子的一端进行上下振动,这就是物理上讲的振源也叫做波源,这是产生波的一个条件.
(板书)①波源就是能够产生振动的物体或质点.
(提问)如果有振源而没有水、绳子即媒介物能不能产生波?——不能.
物理上把水、绳子等媒介物叫做介质,可见介质也是产生波的另一个条件.
(板书)②介质就是传播机械振动的媒介物.
(总结)通过上面的实验观察可见波产生的条件是:不但要有波源而且还要有介质,两者缺一不可.
2.(板书)分析介质能够传播机械振动的原因和机械波的概念
(提问)为什么介质中某一点发生的振动能向各个方向传播?
原来这是由介质本身的性质决定的,我们可以把介质看成由大量的质点构成的物质,相邻质点间存在着相互作用力,当介质中某一点发生振动时,就会带动它相邻的质点振动,这些质点的振动又会带动各自周围的'质点发生振动,这样振动就会在介质中逐渐传播开来.
(总结)可见(板书)①机械波形成的原因就是由于介质本身内部各质点间存在着相互作用力,即介质本身内部的力学性质决定的.
(板书)②机械波就是机械振动在介质中的传播过程.
3.(板书)机械波的实质和特点
(提问)漂浮在水面上的树叶随着水的上下振动而上下振动,它会不会随水波的向前传播而向外迁移?——不会.
(演示)在绳子上的任意一点系上一圈红布或者用红墨水涂上一圈(要让学生能明显观察到红色标志),手拿绳子一端上下振动.(提问)同学们看到了有红色标志的点如何运动?会不会向绳的另一端移动?有红色标志的点在其平衡位置附近做上下振动,而不会向绳的另一端移动.
(演示)然后在绳子上不同的点(最好等距离标记上4至5个红色点,手拿绳子上下振动,让学生仔细观察.(提问)各个点振动的先后顺序如何?——越靠近振动的手一端的红色点先振动,接着是下一个,最后是最远的红色点.
(小结)(板书)机械波的特点:
①介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动,并不沿波的传播方向发生迁移.
②沿波的传播方向,介质中各质点依次开始振动,距离波源愈近,愈先开始振动.
根据波的传播特点和概念,(提问)既然沿波的传播方向各个质点在其平衡位置附近依次振动,又不迁移,那么机械波传播的是什么?——机械波传播的是机械振动的形式(又提问)前面我们知道,机械振动是具有能量的,那么机械波是不是也把波源的能量通过介质的质点的机械振动依次传播出去了?——是。
(总结)可见(板书)机械波的实质是:
①传播振动的一种形式.
②传递能量的一种方式.即依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量.
4.机械波的分类
(演示)用螺旋弹簧纵波演示器进行演示,首先使金属球沿着弹簧的方向左右振动.让学生仔细观察(提问)弹簧上会出现什么现象?——弹簧上各部分发生周期性的压缩与拉伸,一会儿变密,一会儿变疏,疏密不均的状态在弹簧上自左向右传播.这也是机械波,即形成一列疏密相间的波,其波源是振动的金属球,介质是弹簧.
(演示和挂图)
分别演示绳波和弹簧波,让学生仔细观察和比较介质中各质点的振动方向与波的传播方向的区别,通过绳波挂图和螺旋弹簧纵波挂图,给出波的分类及相关概念.
九、练习与思考
机械波与机械振动有何区别与联系?
联系:机械波是由机械振动引起的,依靠介质本身的力学性质来实现的.
区别:机械振动研究的是单个质点的运动,而机械波研究的是由大量质点的运动而引起的整个介质的运动
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