1、波的形成和传播教材依据：本节课设计依据人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十二章第一节波的形成与传播的内容。设计思想：本节课基于对课标的理解，主要从学生体验式参与、合作交流、以科学探究的过程去认识波的形成过程为主线来进行课程设计。对于波，学生并不陌生，但波是如何产生的？又是怎样传播的？传播中有哪些特点？学生可能一知半解，本设计从简单的事实（水波、绳波）举例，设疑激趣引导学生，让学生积极参与、思考、探究，发挥自已的想像力和观察力，通过对日常生活中观察到的现象分析、总结，进而设计可行的模拟实验，制定方案，体验实验，归纳现象，总结特点来揭示波的形成特点和传播特点，在体验式教学过程
2、中轻松的突出重点，突破难点，有效的达成教学目标，使学生在获取基础知识与基本技能的同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。设计理念：本节课设计充分体现新课改理念，以学生为主体，教师为主导，以科学的探究方法引导学生参与教学过程，体验教学活动，自己归纳总结知识，让学生在体验中总结学习，在学习中体会知识、融化知识、进而达到理解掌握知识。真正的将合作、交流与探究落到实处，使三维教学目标得到有效的实现，使学生的学科素养得到有效提高。教学目标： 知识与能力：l 知道直线上机械波的形成过程l 知道什么是横波、纵波，知道波峰、波谷、疏部和密部l 认识波动与振动的区别l 理解机械波的产生条件及传播特点过程与方法：
3、l 通过引导学生运用科学的探究方法来认识机械波的形成过程，培养学生科学探究精神和意识l 通过小组合作交流，设计实验，体验实验，激励学生的有效思维，让学生养成主动参与，科学分析、推理、归纳总结、交流与合作、学以致用的习惯和能力。情感、态度和价值观l 培养学生严谨、求实的科学研究精神和探索精神l 调动学生参与教学过程的设计和组织，培养他们的学习热情，与他人合作的团队精神、共同交流、合作的意识及实践与理论结合的探究精神教学重点： 机械波概念的建立 波的形成与传播的特点 波动与振动的区别和联系教学难点： 机械波的特点教学准备： 多媒体、纸船、盛水盆、绳子（二人一条）、“探索波的形成和传播规律”的实验报
4、告、弹簧纵波演示仪、横波演示仪、实物展示台教学方法： 体验式教学 实验法 情境法 交流讨论法 观察法 教学过程：教学过程学法指导及教学活动温故知新导课T（Teacher）：我们在上一章学习了机械振动，如果我们想让静止在玻璃缸中纸船振动起来，该怎样办呢？S（Student）：直接给小船作用力，如压、吹等。在小船附近投入一大石块，水面受到石子的撞击，落点水便会振动起来。演示实验：在盛水的玻璃缸中放一小纸船（用实物投影仪打在屏幕上），在小纸船旁水中投入一石块，一会儿可看到纸船上下颠动起来。 T：为什么小纸船会上下颠动起来？石块落点处外水面上会出现什么现象呢?如果把绳子的一端固定在远处，用手拿着另一端
5、，向上抖动、向下抖动或上下抖动，又会出现什么现象呢?S：落点周围形成同心圆式的水波，水波带动纸船动起来的绳子上会形成凸凹形状，会振动起来形成波的形式等(看教材图)Q：(question)（有的学生可能会提到“波”，教师顺势引导）波，同学们心中波是什么样的呀？他是怎样形成的？他有哪些特点吗？（可能回答五花八门，哪到底哪个结论是正确的呢？今天我们一起来研究这个问题，即学习波的形成和传播。【板书】第十二章 机械波【板书】第一节 波的形成和传播新课教学【板书】一、波的形成和传播T：除了水的颠动产生波形、绳波外，在日常生活中我们还看到哪些波形？S：大型文娱表现中团体操形成的波浪、五星红旗迎风飘扬形成波形
6、、艺术体操比赛中的彩带形成的波形、水面上的水波、球迷组成的人浪等。T：同学们想不想体验波呢？请同学们将自己准备的绳子拿出来，与同桌一起协作，模拟波的形成。（全体学生：同桌间演示波形，有的在桌面上、有的在地面上、有的在空中。）T：为什么会在绳子上形成波形呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？如果绳子断了，后边的还会形成波形吗？现在请同学们根据所观察到的，结合老师提出的问题，积极开动脑筋，想办法来解决这一问题吧。（为了有效的达成教学目标，可以在屏幕上展示以下思考题来引导学生的有效思考和探究，或给有些小组发放准备好的实验探究卡片1）思考题：（为了让同学们理解起方便，我们可以将绳子分成一个个小段
7、，一个个小段可以看成相连的质点，参考课本P24页图12.1-3；同时也可以指导部分学生模拟体操波来体验波的形成及特点）l 波为什么会形成？有何特点？l 质点P0在外力作用下向上振动，质点P1为何振动？ l 后续各质点振动与第一个P0质点振动情况有何区别？l t=T/4 、t=T/2、 t=3T/4时，质点P0、P2 、P4 、P5的位置在什么地方，各振动了多少时间？ l t=T时，振动图象如何？各质点所处状态如何？l 后面质点刚开始振动时，振动方向如何？和第一个质点刚开始振动时的振动方向有何关系？ l 质点P0振动一个周期时，质点P9开始振动，是不是质点P0移动到了P9质点所在位置？ l 质点
8、P0后面质点的振动能量从何处来？T：（从学生们的回答中，教师补充，完善）波的形成和传播（屏幕上）： 1、绳波只所以会形成，因为绳子上第一个质点在外力作用下开始做机械振动，而绳子可视为许多连续质点组成，相邻质点之间存在着相互作用力，当绳中某一质点受到某种作用而振动时（这点叫波源），由于质点间的相互作用会牵动邻近质点振动起来，这邻近的质点又会带动它邻近的质点振动起来，这样振动就会由近及远地传播出去，从而以波的形式向远处传播，波在传播中有凸部和凹部。（多媒体模拟或波动演示器模拟说明）2、沿波的传播方向上后一质点比前一质点运动落后，各质点依次被前面的质点带动，即前质点带动后质点，后质点的起振方向与前质
9、点相同，依此类推，各质点起振方向与第一个质点的起振方向相同。（多媒体模拟或波动演示器模拟说明） 3、振动的形式传播出去形成波，但质点并不随波迁移。（多媒体模拟或波动演示器模拟说明） 4、由于后续各质点重复第一个质点的振动形式，同时由他带动后续各质点振动，所以波传播的是振动形式和能量。 5、传传播的方向与各质点振动方向垂直。（实验探究卡片2）【板书】二、波传播的特点 1、前质点带动后质点振动，后质点总是重复前质点的振动情况，不随波迁移。2、后质点做受迫振动，故各质点的振动T（f）由第一个振动质点的T（f）决定3、各质点的起振方向与第一个振动质点振动方向相同4、各质点在任意时刻振动方向可理解为后质
10、点追前质点5、波传播的是第一个振动质点的振动形成和能量T：很好，通过大家的努力，我们已经认识了波的形成和相关特点，那同学们思考上课开始时演示的小纸船颠动的实验，不知同学们又没有注意观察，小纸船为什么做上下运动？（重新演示） S：小纸船相当于质点，而质点并不随波迁移。T：为加强同学们对波传播特点认识和理解，教师建议学生群体模拟波（体操波）。由10个学生组成一个小组，设计实验、模拟、亲身体会波传播特点。（指导学生分别扮演P0 、P1 P9质点，然后由学生们根据自己对波传播的理解来模拟，教师积极指导，让学生在体会的同时深化知识的理解）（多媒体模拟体操波）P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
11、 P8 P9（说明：此活动也可以在讲解波的形成时一并进行，让学生在活动中去体会波的形成和传播的特点，教师在活动中只要做好指导工作，并适时给学生们提出问题，让学生在体验中寻找问题的答案，允许学生质疑，并用事实给学生以解释，可以配合横波演示仪一起活动，让学生在观察和体验中双重实践中内化知识。）T：（通过学生的体会，同学们对波有了进一步的理解）出示软弹簧纵波演示仪演示，让学生观察其波形和绳子上的波形有何不同。（实验探究卡片3）S：有密的地方和疏的地方S：起振是前后的，与波传播方向在一条直线上T：充分肯定学生的回答并给予评价，因振动方向与传播方向的不同来区分波。【板书】三、横波和纵波横波（TranSv
12、erSe wave）：质点振动方向和波的传播方向相互垂直的波叫横波。在横波中凸起的最高处叫波峰（creST） 凹下的最低处叫波谷(Trough)纵波(longiTudinal wave)：质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。 在纵波中质点分布较密的部分叫密部质点分布较稀的部分叫疏部T：（演示音叉发声，形成声波）声波是何种类型的波？ S：（看书、思考、讨论）：声波为纵波。原因是音叉的叉股向一侧振动时，压缩邻近空气，使这部分空气变密，叉股向另一侧振时，这部分空气又变疏，这种疏密相间状态向外传播，形成声波。（多媒体模拟）T：同学们了解了横波和纵波，能否举出一些生活中横波和纵波呢？S：
13、绳波、水波是横波，声波、弹簧波是纵波T：声波能在气体、液体、固体中传播，能不能在真空中传播？S：不能，真空不能传声T：通过以上分析，请同学来结合前边分析波的形成原因，总结一下波产生的条件。 【板书】四、机械波及波产生的条件1、波产生的条件 a、要有介质（绳、弹簧、水、空气等波借以传播波的物质），b、要有波源（第一个振动的质点并保持持续振动的）2、机械波：机械振动在介质中的传播，形成了机械波。 机械波传递的不仅有振动形式和能量，同时他还可以传递信息。例如声波，电磁波、光波等。T：上面我们讨论的由机械振动引起的波称机械波，实际上还有一种波-电磁波，如收音机能收到声音，电视机收到图象和声音。手机呼叫
14、等都是靠电磁波传播的，此内容以后将学习，如果有兴趣的同学可以自行查阅相关资料先行学习，看电磁波跟我们今天所学习的机械波有哪些区别和联系。 五：小结T：同学们，通过本节课的学习你学到了什么呢？ 通过本节课你有哪些收获呢？ 通过学习本节课，你对老师的教学有哪些意见或建议呢？ 六、迁移应用下面看三个题目来检测自己对所学内容理解掌握情况（屏幕上）1、明确振动与波动的区别振动是波动的成因；波动是振动在介质中的传播。例：关于机械振动和机械波的关系，正确的是： （ ） A、有振动必有波 B、有波必有振动 C、有振动必有横波 D、有波不一定有振动2、如何区分横波与纵波？（1）按质点的振动方向跟波的传播方向间的
15、关系区分：质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波是横波，如绳波等；质点的振动方向和波的传播方向在同一直线上的波是纵波，如声波、弹簧波地震波中既有横波也有纵波（2）横波只能在固体中传播，而纵波可以在气、液、固体中传播例： 区分横波和纵波的依据是（ ）A质点振动的振幅和波传播速度的大小B质点振动的频率和波传播能量的多少C质点振动的类别和波传播的远近D质点的振动方向和波的传播方向3、用机械波形成和传播的特点分析机械波（1）介质中各质点的振动周期相同，同于波源的振动周期（知波源振动便知质点振动）（2）离波源越远的质点的振动越滞后，后一质点的振动总是落后于带动它振动的前一质点的振动（由此可判断波的传播方向
16、）例：一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图101-1所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点（ ）A它们的幅度相同B质点D和F的速度方向相同C质点A和C的速度方向相同D从此时算起，质点B比C先回到平衡位置七、作业1、结合本节课的认识，完成课本P26页课后第3题。2、思考并讨论课后第1、2题3、通过各种途径查阅有关波的知识，进一步认识波的分类及各类特点。机动练习题【经典名题探究】考点一：纵波和横波的概念练1 、关于横波与纵波的说法中，正确的是（ ）A振源上下振动形成的波是横波B振源左右振动形成的波是纵波C振源振动方向与波的传播方向互相垂直形成的是横波D在固体中传播的波一定是横波
17、考点二：振动与波的关系练2 、关于振动和波的关系，下列说法正确的是（ ）A如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B发声体在振动时，一定会产生声波C波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程答案：D考点三：传播机械波的介质的振动特点练3、 关于机械波在传播过程中的特点，以下说法正确的是（ ）A后振动的质点总是跟着重复前一个带动它振动的质点振动B在任何情况下，所有质点都以同样的频率做简谐运动C介质中的各个质点只在自己的平衡位置附近做振动D机械波的传播必须有介质答案：ACD探究：绳波在传播时，我们在视觉上感觉到好像绳也向前传播，这种感觉对吗？不对
18、，波是振动形式的传播而不是质点的传播，各质点在其平衡位置附近振动考点四：机械波传播的特点练4、 下列关于机械波的应用说法正确的是（ ）A要让放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处投掷石子形成水波B两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员也能利用语言交流，是声波在液体中传播的应用C宇航员在宇宙飞船里，击打船壁能引起机械振动，但不能形成声波D以上说法均正确创设情境，激发设疑，调动全体学生关注、探究的激情演示实验：通过实验和计算机模拟引导观察现象，探究真知！允许学生自由交流探讨，适时设疑，引入新课调动学生积极思维，培养学生、联系实际、善于观察的好习惯学生亲自参与，感受知识与实际的联系教师也可用多媒体
19、来模拟规范的绳波以给学生观察，配合学生操作，肯定参与成果，适时提问。CAI展示思考题设疑，激发学生的探究欲望（教师提示学生，可以自学看书、思考、小组讨论、实验模拟等）同时师生合作，生生合作，在学生活动时穿插指导，设疑激趣，交流研讨，充分调动学生学习、观察的主动性学生回答讨论完成后，CAI展示总结结果同学们通过看书、思考、讨论，模拟波形和思考题的引导，总结、归纳波的形成和传播，合理建模，促使有效探究小组回答，相互补充，师与生、生与生之间的有效互动，有助于发展学生评价、判断和交流等综合分析能力适时鼓励，进一步调动学生主动参与性强化质点并不随波迁移这个学生易理解错的知识点！体验式活动，小组合作交流，
20、设计实验（学生群体模拟波），体验实验，亲身参与知识形成过程，加强对“波的传播特点”的理解和深化， 提示学生从质点的振动方向和波的传播方向比较，培养学生的观察能力。阅读课文，给出横波和纵波的定义学以致用，积极设置情境，加强学生对知识的理解掌握联系实际，深化认识引导学生总结、归纳，体验参与式教学的成就对比引申，照顾学生内心中对电磁波的思考，留下思考空间，激发学生探究新知的兴趣和愿望培养学生自我总结、归纳、反思的习惯和能力，巩固训练，加强学生对知识的进一步内化，消除易混点的影响例1点拨：振动是波动的成因；波动是振动在介质中的传播。例2点拨：横波和纵波是按波的传播方向和质点振动方向的关系来分类的例3点
21、拨：波中各点均做受迫振动，不考虑能量损耗，各质点幅度相同，所以选项A正确.波传播时离波源远的质点的振动滞后于离波源近的质点的振动，并跟随着近的质点振动.D跟随C正向上运动，F跟随E向下运动，同理，A向下运动，C向上运动，由此可知选项B和C错误由于此时B和C两点都向上运动，C到达最大位移处比B迟，C回到平衡位置也比B迟，所以选项D正确.正确选项为A和D.观察学生知识迁移运用的结果，根据反馈情况，布置作业，加强学生对易混点的练习。练1分析：质点上下振动或左右振动并不能说明振动方向和传播方向的关系，所以A、B选项错误，C正确；横波能在固体中传播，但纵波也能在固体中传播，故D错练2分析：考查波的传播与
22、质点振动的关系波源将振动传给介质后，振动这种运动形式就在介质并由近及远上传播开去，当波源停振后，已形成的波会在介质中继续传播，波不会因振源而立即停止，故A项错，D正确；发声体振动，如果没有介质传播，就不会形成声波，故B错；波传播的是运动形式和能量，介质的质点并未迁移，所以C错.练3分析：机械波的传播过程是振源振动形式的传播过程，介质中各质点在平衡位置上下振动，不随波迁移介质中各质点距波源近的先振动，距波源远的后振动，振动形式之所以能够在介质中传播，是由于介质之间存在相互作用力，所以B错，A、C、D正确练4分析：本题考查机械波的传播特点介质中有机械波传播时，介质中的物质并不随波一起传播，故A选项
23、错误；由于声波是纵波，不仅能在气体中传播，也能在液体、固体中传播，故B、C正确实验探究卡片1： 实验目的：探索波的形成原因和传播规律实验（一） 学生分组实验：每桌一条绳子（60cm左右），观察绳子上凹凸相间的波。实验步骤：（1）将绳子一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在绳子上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。（2）在绳子上每隔大约23cm用墨水染上一个点，代表绳子上的质点。重复步骤（1）。观察绳子上的质点依次被带动着振动起来，振动沿绳子传播开去，在绳子上形成凹凸相间的波。思考：绳子的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？_如果将绳子剪断，后面的质点还能运动吗？_分析：如
24、果手不抖动，波能形成吗？这说明波形成需要_绳子上凹凸相间的波形是怎样产生的？_（可以参阅课本）观察绳子的质点是否随波向远处迁移？_实验探究卡片2： 实验目的：探究横波特点 实验（二） 观察波动演示器上凹凸相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）实验步骤：（1）逆时针转动摇柄，演示屏上的质点排成一条水平线。（表示各质点都处在平衡位置）（2）顺时针转动摇柄，各个质点依次振动起来。（注意观察各个质点振动的先后顺序）现象：后面的质点总比前面的质点开始振动的时刻_，从总体上看形成凹凸相间的波。各质点的振动沿_方向，波的传播沿_方向，质点振动方向与波的传播方向_。质点是否沿波的传播方向迁移
25、？_每个质点的起振方向和第一质点起振方向有何特点？_【教师】这种波叫做横波，在横波中凸起的最高处叫做波峰，凹下的最低处叫做波谷。实验探究卡片3： 实验目的：探究纵波特点实验（三） 观察弹簧上产生的疏密相间的波：（因器材有限，可以教师操作，引导学生注意观察）实验步骤：（1）拨动水平悬挂的柔软长弹簧一端，产生一列疏密相间的波沿弹簧传播。（2）在弹簧上某一位置系一根红布条，代表弹簧上的质点，重复步骤（1）。观察：红布条是否随波迁移？_ 说明了什么？_分析：弹簧上疏密相间的波形是怎样产生的？_（类比绳上波产生的分析方法，锻炼学生的知识迁移能力）各质点的振动沿_方向，波的传播沿_方向，质点振动方向与波的
26、传播方向_。【教师】这种波叫做纵波，在纵波中最密处叫做密部，最疏处叫做疏部。教学反思： 新课改要求以学生的终身发展为基点开展教学组织和活动，所以一堂课要让学生体会到“学会了什么？知道怎么学？”并能将所学知识内化，学以致用，要达到这个目的，就要充分的尊重学生的参与性、主动性、质疑性，在以学生为主体的课堂中最大限度的调动学生积极思维和有效互动，发挥学生的主观能动性，参与教学活动的组织和管理，给学生实践和体验的平台，创设有利于加强学生思维深度和广度的教学情境，教师运用灵活多样、切实有效的教学方法和手段激励学生，使师生在平等交流的新课改平台上互学互长，获得双赢。 本节课基于这样的教学理念和思路设计，从日常生活物理情境入手，恰当的运用问题引领，设疑激趣，实验指导，体验教学活动，自主参与，小组合作探究，师生交流讨论等教学方法和环节，让学生轻松自如走入知识的海洋，汲取知识的精髓。
