机械波的描述（详案）VIP免费

机械波的描述【教学目标】知识能力目标：1．研究波的产生和运动过程，理解波形图和波的传播规律2．结合波的产生过程，利用波形图理解波的周期和频率、波长和波速计算方法过程目标：利用学习过的频闪照片方法，研究波形运动，培养实验探究能力情感态度目标：培养观察现象、分析问题的探究精神【教学重点】1．机械波的传播规律2．机械波的描述物理量：波长、波速和周期频率【教学难点】1．机械波传播过程中的波形变化规律2．波形运动与波上质点运动的区分【教学流程】【教学过程】课题引入：上节课同学们初步研究了波的产生过程。通过学习认识到，机械波是机械振动在介质中的传播。这节课我们将以横波为研究对象，进一步探究在物理中用那些物理量来描述机械波，以及这些物理量之间存在怎样的关系。学生实验观察：利用筷子和细绳制造一列绳波，观察波形与波形运动。（实验方法：一位同学将绳子一端固定，另一位同学用筷子在桌面上左右振动，形成绳波。一、波的图像：学生观察实验视频，归纳实验现象：（1）有上下起伏的波浪线（2）波浪线在向前移动着问题1：实验中波形运动的很快，如何看清某个时刻的波形呢？由问题一引出波形图。学生回答：牌照（定格）。通过通过快照记录下波的图形就是波形图。波形图记录了某个时刻波上每个质点相对于平衡位置的位移。波形图记录了某一时刻波上每个质点的相对平衡位置的位移。问题2：波形图图形有何特点？学生回答：不断重复（周期性图像）实验引入波形图波形运动频率周期波长波速知识归纳和应用1二、波的描述物理量1．波长（λ）：（1）波形图中，两个相邻波峰（波谷）间的距离。学生通过观察横波演示仪：波形的产生过程对应着振动的传递过程。当波源转动一次时，质点链上恰好形成一个完整的波形。学生归纳波长的定义：波源振动一个周期，波向前推进的距离。同时观察到波源振动一个周期，波向前传播一个波长的距离，半个周期波传播半个波长的距离。问题3：波的传播是匀速的吗？如何验证这一结论？学生回答：利用频闪照片研究，若在相同时间内，波传播的距离相同，则波的传播是匀速的。学生实践1：学生研究四张波形照片，测量任意一点的运动路程，发现相同时间内运动路程相同，可以证明波的传播是匀速的。时间间隔1/25秒。2．波速（v）：通过实验研究，我们发现在均匀介质中的传播是匀速的。问题4：波形在传播过程中是上下起伏的吗？（1）孤波演示：通过观察一列孤波的传播过程，学生发现，波在传播过程中，波形并未如想象的一般上下起伏变化。而是保持形状向前运动（整体平移）（2）通过慢放实验视频，观察波形的平移。体会波形传播与生活错觉的差异。（3）实验中之所以容易产生波形上下起伏的错觉，原因在于我们既观察到了波源的上下振动，有注意到向前运动的波形，将两者的运动错误的融合在一起而形成的错觉。问题5：波长与波速之间有何关系？学生回答：由于波源振动一个周期时间里，波传播的距离是一个波长，对比匀速直线运动公式，s=vt，所以λ=vT。（1）由于在振源振动一个周期（T）的时间内，波前进的距离为一个波长（λ），所以根据匀速直线运动速度公式：（2）机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，不同的介质中波速不同。问题6：波长与波速关系式中的周期和频率是指什么运动？学生回答：质点振动的周期和频率。3．频率和周期：所谓波的频率和周期，就是波形上每一个支点的振动周期和频率。由于波上的每一个质点都是在前一质点的带领下做受迫振动，所以所有质点的振动周期和频率均和波源相同。学生实践2：下图是实验中的一张照片，若波源刚振动了一个周期，试画出波源再振动T/4后的波形。2学生实践3：上图中质点A的运动方向？方法一：质点A是在前一个质点的带动下运动的，由于前一个质点在A点上面，所以A点将向上运动。方法二：根据上一题中所画的T/4之后的波形，可以发现质点A已经运动到波峰位置，所以A向上运动。课堂总结：今天我们学习了描述波的几个物理量，请同学简单归纳一下。学生回答：学习了波长、波速和周期、频率。这几个物理量之间存在的关系。课后作业：练习册“波的描述”B组。3