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波的形成和描述莆田第六中學(xué)林加寧一、三維教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能(1)知道直線上機械波的形成過程;(2)知道橫波,波峰和波谷;縱波,密部和疏部;(3)知道波的圖象,知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量,知道什么是簡諧波;(4)知道什么是波的圖象,能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點振動的振幅;(5)了解波的圖象的物理意義,能區(qū)別簡諧波與簡諧運動兩者的圖象。2、過程與方法:通過實驗演示、觀察、分析,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力。從而,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力。3、情感、態(tài)度與價值觀:通過學(xué)生參與實驗過程,體會科學(xué)探究過程和成就,養(yǎng)成實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。二、教學(xué)重點:機械波的形成過程及傳播規(guī)律及波的圖象認(rèn)識及畫波形圖。三、教學(xué)難點:機械波的形成過程及傳播規(guī)律及波的圖象的物理意義四、教學(xué)方法:實驗探索和計算機輔助教學(xué)。五、教學(xué)教具:波動演示箱、教學(xué)課件。六、教學(xué)過程:(-)引入新課演示:生活中常見的幾種波,在這些例子中,我們接觸到一種廣泛存在的運動形式——波動,這一章我們學(xué)習(xí)機械波的知識,以后還會學(xué)習(xí)電磁波的知識。(二)進(jìn)行新課1、波的形成和傳播演示:1、請7-8個同學(xué)站成一排,手拉手站立,第一個同學(xué)一站一蹲,帶動其他同學(xué)運動,形成一列波;2、觀察波動演示箱質(zhì)點運動形成波的過程??偨Y(jié):1.波的各部分看成許多質(zhì)點組成,各部分之間存在著相互作用的彈力。2.沿波的傳播方向上后一個質(zhì)點比前一個質(zhì)點落后一段時間,質(zhì)點依次被帶動。3.振動的形式傳播出去形成波。機械波:機械振動在介質(zhì)中的傳播,形成機械波,簡稱波。波源與介質(zhì):波源——能夠產(chǎn)生振動的物體或質(zhì)點。介質(zhì)——波借以傳播的物質(zhì)。機械波形成的條件:同時存在波源和介質(zhì)。機械波傳播的特征:沿波的傳播方向,介質(zhì)中各質(zhì)點由波源開始由近及遠(yuǎn)的依次開始振動。各質(zhì)點只在各自的平衡位置附近做往復(fù)運動,而質(zhì)點本身不隨波的傳播而遷移。各質(zhì)點剛開始振動的方向相同。各質(zhì)點振幅相同(不考慮能量損失時)機械波通過向外傳播機械振動的形式,向外傳遞能量和信息。2、機械波的分類:通過波的演示箱演示,觀察波的傳播方向與質(zhì)點振動方向之間的關(guān)系。橫波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。縱波:質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。3、波的描述:波的圖象振動質(zhì)點在某一時刻的位置連成的一條曲線,叫波的圖象。這就是質(zhì)點振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問題。反映某時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移.反映了各個質(zhì)點的位移隨其平衡位置到原點距離變化的函數(shù)關(guān)系.波的特征:(1)波長:在波動中對平衡位置的位移總是相等(包括大小和方向)的兩相鄰質(zhì)點間的距離叫做波的波長.(2)、周期(T)、頻率(f):波源質(zhì)點振動的周期(或頻率)也就是波傳播的周期(頻率)。由于波的周期(或頻率)就是波源質(zhì)點振動周期(或頻率),所以波的周期(或頻率)應(yīng)由波源決定,與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。第一、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時周期(或頻率)保持不變。第二、每經(jīng)過一個周期的時間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離。第三、:每經(jīng)歷一個周期,原有的波形圖不改變。(3)、波速(v):波速的含義和物體運動速度的含義是相同的。波速描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度。單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t幾點說明。同一振動在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的,也就是說,同一列波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。由此我們還可以想到,在同一均勻介質(zhì)中,同一列波的波速應(yīng)是不變的。第一、波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定,同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同。第二、一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的,即s=vt。波速和質(zhì)點振動的速度有著完全不同的含義。前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值,后者的大小和方向都是隨時間改變的。第三、要區(qū)分波速與質(zhì)點振動速度的含義。由波長、周期、(或頻率)和波速的定義,我們可以看到三者有著一定的聯(lián)系。(4)、波長、周期(或頻率)和波速的關(guān)系:在波動中,每經(jīng)過一個周期T,振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長λ。由此我們可以找到λ、T(或f)和v三者之間的關(guān)系。V=λ/T[來源:Z|xx|k.Com]由于周期T和頻率f互為倒數(shù)(即f=1/T),所以v、λ與f還應(yīng)有如下對應(yīng)關(guān)系。[來源:Zxxk.Com]V=λf由上式我們還可以這樣理解波速這個物理量,波速等于波長和頻率的乘積。這個關(guān)系雖然是從機械波得到的,但是它對于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對于式v=λ/T或v=λf,我們不但要理解,還要能應(yīng)用他們解決實際問題。為了加深對以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上兩式分析問題和解決問題的能力。4、波的圖象與振動圖象的區(qū)別(1)、兩種圖象橫、縱坐標(biāo)的意義不同。波的圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置,振動圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點振動的時間。(2)、兩種圖象描述的對象不同波的圖象描述的是某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移,振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻偏離平衡位置的位移。(3)、兩種圖象相鄰兩
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