机械波的教学设计和教案示例

第一篇：机械波的教学设计和教案示例

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机械波的教学设计和教案示例

一、教学设计

“机械波”是物理教学中的难点，也是一个重点。以前学生学过之后，往往反映“机械波”枯燥乏味，抽象难懂。检讨以前的教学设计，我发现问题的症结在于学生在机械波方面的感性知识贫乏，在力学的综合应用上群体差异较大。针对这种情况，在课堂教学设计中，我做了以下尝试：构建真实的问题情景，提供全面的学习资源，形成过程的动态组织。两年来，5位老师在14节课的实践中，均取得了较好的效果。

1、构建真实的问题情景

为让学生在问题情景中感受、体会而获得知识，我构建了这样一系列问题情景，构成本节课的主线：

(1)猜想一下，什么是机械波？

(2)你能不能用绳(长8m左右的花线)创造出机械波？

(3)操作、观察、认识机械波。操作、观察、认识机械波时，你想想你有没有疑问，有没有问题需要大家一起讨论、分析、解决？

(4)分析和解决自己的和其他同学提出的问题。

2、提供全面的学习资源

在设计“机械波”这节课时，我不是把大量时间放在讲解上，而是放在为学生提供学习所需要的各种学习资源上(学生操作实验仪器，观察实验现象，相互讨论实验中、教材上的问题等)；把精力集中在简化学生利用学习资源时必须经历的实际步骤上。

3、形成过程的动态组织

本节课的教学设计基本开放，这里没有一成不变的时间顺序，只有大量的案头准备。我的宗旨是时刻洞察学生的学习进程，时刻贯彻追求案头准备和教学现场应变有机结合的观点，动态地组织教学，努力使课堂教学更丰富、更深刻、更全面、更有特色。

动态地调控课堂心理气氛，对于增强教学效果，其作用微妙而奇特。

动态地控制知识的数量、难度与传递速度，从而保证课堂教学的深度和广度，保证教学目的的实现。14堂试验课表明：构建真实的问题情景，有利于学生在45分钟内自主地开展学习活动；提供全面的学习资源，有利于诱发学生思维，突出知识的发生、形成和发展的教学过程；形成过程

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资料有大小学习网收集 www.xiexiebang.com 的动态组织，有利于使教学过程处于一种最佳的输出与接受的“匹配”状态。这样的课堂教学可以让不同层次的学生都拥有同等的参与机会，可以为不同层次的学生都提供成功的机会，从而使学生获得真正意义上的主动。

二、教案及部份教学实录

教学课题：机械波

教学课时：1课时

教学目的：

(1)理解机械波是机械振动在介质中的传播，是传递机械能的一种方式。

(2)了解横波和纵波的特点。

(3)养成实事求是分析实际问题的习惯，加深对唯物观点的理解。

教学仪器：

(1)两根8m左右长的电线(花线)。

(2)作某一质点标志用的绸带2条。

(3)纵波、横波演示器

课的类型：新授课

教学过程：

1、提问讨论，引入课题

(1)河中静止地浮着一只排球，怎样拿到它？

学生回答实录：

a、用竹杆挑

b、用篮球撞它，碰撞时将能量传递给它。

c、将石块扔入水中，让水波将排球推向岸边。(2)、水波能将排球推向岸边吗？

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完成机械波的学习后，能解决这个问题。下面，我们一起来研究机械波。

2、新课教学

a、绳波

将两根花线分别在两走廊的地面上形成横波，先由老师示范，后由学生操作。

b、演示纵波

(2)通过观察、操作你有什么疑问需要大家一起讨论、分析、解决，请提出。

(3)试讨论分析、解决同学们提出的问题。

(以下教学过程的计划及实施，均贯彻追求案头准备和课堂应变有机结合的观点，相机施教。以下3点为本节课的主要教学内容)

(1)为什么介质中某一点发生的振动能向各个方

分析

a、介质→大量质点→相邻质点间有相互作用力。

b、振源→受迫振动→振动在介质中的传播。

演示：用波动演示器重复分析过程。

归纳

a、机械波：机械振动在介质中的传播过程。

b、形成条件：

①要有振源。

②各质点之间有相互作用力。(插问：如果把绳子切成一截一截，使端点那一截发生振动，能产生波吗？)

③前后两质点的振动有一定的时间差。(插问：各质点同时向上运动，同时向下运动，能否形成波？)

c、特点：

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各质点作受迫振动(有振源)。质点总是“模仿”振源一方的紧邻质点的振动。

(2)质点在波的传播方向上有没有迁移？为什么说波是传递能量的一种方式？

①你能设计一个实验说明上述问题吗？

②学生操作实录：学生将红绸布条结在形成波的绳上、弹簧圈上；将波的演示仪上的纽扣涂成其它颜色，以示该质点在波的传播方向上无迁移，也示该质点获得能量。③结合学生的设计、操作，从受迫振动的动力谈振动形成的传递，从动力的做功谈能量的传递过程。

④归纳

a、波是传递能量的一种方式。

b、质点在波的传播方向上无迁移。(插问：沿绳子向前传的机械波跟一条蛇的前进是否相同？)

(3)试找出绳波与弹簧波的最大区别：

横波 质点振动方向与波的传播方向垂直(波峰、波谷)

纵波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上(密部、疏部)

3、巩固练习

(1)你现在能解决“排球问题”了吗？

a、讨论。

b、水波不能将排球推向岸边，是溅起的水花，把湖面上的排球击向岸边；否则，又何必连续投石呢！

(2)某一时刻的波形图如下图所示，已知此列波向左传播，试问：a、b、c三质点的运动方向？

4、小结：

(1)机械波是振动在介质中的传播形成的。

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(2)波是传递能量的一种方式。

(3)机械波的分类。

5、作业：预习§

8、§9

江苏省锡山市天一中学(214171)胡平

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第二篇：机械振动和机械波·机械波·教案

机械振动和机械波·机械波·教案

一、教学目标

1．在物理知识方面的要求：(1)明确机械波的产生条件；

(2)掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征；(3)了解机械波的种类极其传播特征；

(4)掌握描述机械波的物理量(包括波长、频率、波速)。

2．要重视观察演示实验，对波的产生条件及形成过程有全面的理解，同时要求学生仔细分析课本的插图。

3．在教学过程中教与学双方要重视引导和自觉培养正确的思想方法。

二、重点、难点分析

1．重点是机械波的形成过程及描述； 2．难点是机械波的形成过程及描述。

三、教具

1．演示绳波的形成的长绳； 2．横波、纵波演示仪； 3．描述波的形成过程的挂图。

四、主要教学过程

(一)引入新课 我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质的整体的一种运动形式——机械波。

(二)教学过程设计 1．机械波的产生条件

例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。

演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。

以上两种波都可以叫做机械波。

(1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波(2)机械波的产生条件：振源和介质。

振源——产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。

介质——传播振动的媒质，如绳子、水。

2．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，可以想象为(图1所示)(2)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。例如：

图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t＝0)各质点的位置，这时所有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，则第二行表示经过T/4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点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4。第三行表示经过T/2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3T/

4、T和5T/4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。

3．对机械波概念的理解

(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；

(2)当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器)；

(3)波是传播能量的一种方式。4．波的种类

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

定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。

波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，又叫起伏波。如图3波形所示。

(2)纵波

定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。

例：声波是纵波，其中：振源——声带；

介质——空气、固体、液体。

地震波既有横波又有纵波。

水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。

5．描述机械波的物理量(1)波长 定义：沿着波的传播方向，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。

单位：米 符号：λ

演示：观察演示仪器，从中可以看出：

①在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离；

在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。

②质点振动一个周期，振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长，即：振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。

(2)波速

定义：波的传播快慢，其大小由介质的性质决定的，在不同的介质中速度并不相同。

单位：米/秒 符号：v 表达式：v＝λ/T(3)频率质点振动的周期又叫做波的周期(T)；质点振动的频率又叫做波的频率(f)。波的振动周期和频率只与振源有关，与媒质无关。

6．思考题

机械振动与机械波的关系。

第三篇：机械振动和机械波·机械波·教案

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机械振动和机械波·机械波·教案

一、教学目标

1．在物理知识方面的要求：(1)明确机械波的产生条件；

(2)掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征；

(3)了解机械波的种类极其传播特征；

(4)掌握描述机械波的物理量(包括波长、频率、波速)。

2．要重视观察演示实验，对波的产生条件及形成过程有全面的理解，同时要求学生仔细分析课本的插图。

3．在教学过程中教与学双方要重视引导和自觉培养正确的思想方法。

二、重点、难点分析

1．重点是机械波的形成过程及描述；

2．难点是机械波的形成过程及描述。

三、教具

1．演示绳波的形成的长绳；

2．横波、纵波演示仪； 3．描述波的形成过程的挂图。

四、主要教学过程

(一)引入新课

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我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质的整体的一种运动形式——机械波。

(二)教学过程设计

1．机械波的产生条件

例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。

演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。

以上两种波都可以叫做机械波。

(1)机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波(2)机械波的产生条件：振源和介质。

振源——产生机械振动的物质，如在绳波中的手的不停抖动就是振源。

介质——传播振动的媒质，如绳子、水。

2．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，可以想象为(图1所示)(2)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。例如：

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图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻(t＝0)各质点的位置，这时所有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，则第二行表示经过T/4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点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4。第三行表示经过T/2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3T/

4、T和5T/4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。

3．对机械波概念的理解

(1)机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；

(2)当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式(演示横波演示器)；

(3)波是传播能量的一种方式。4．波的种类

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。

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(1)横波

定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。

波形特点：凸凹相间的波纹(观察横波演示器)，又叫起伏波。如图3波形所示。

(2)纵波

定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。

波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。

例：声波是纵波，其中：振源——声带；

介质——空气、固体、液体。

地震波既有横波又有纵波。

水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。

5．描述机械波的物理量(1)波长

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定义：沿着波的传播方向，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离。

单位：米 符号：λ

演示：观察演示仪器，从中可以看出：

①在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离；

在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。

②质点振动一个周期，振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长，即：振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长。

(2)波速

定义：波的传播快慢，其大小由介质的性质决定的，在不同的介质中速度并不相同。

单位：米/秒 符号：v 表达式：v＝λ/T(3)频率质点振动的周期又叫做波的周期(T)；质点振动的频率又叫做波的频率(f)。波的振动周期和频率只与振源有关，与媒质无关。

6．思考题

机械振动与机械波的关系。

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第四篇：机械波教案[最终版]

教学目标：

1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）； 2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长；

3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题 4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应

教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系）教学难点：波的图象及相关应用

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程：

一、机械波

2．机械波的分类

机械波可分为横波和纵波两种。

（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。

（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例 横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等

纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等 说明：地震波既有横波，也有纵波。3．机械波的传播

（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。

（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。

（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。4．机械波的传播特点（规律）：

5．机械波的反射、折射、干涉、衍射

一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：

根据以上分析，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。

点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。

点评： 关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但加强区和减弱区还是在做振动，加强区里两列波分别引起质点分振动的方向是相同的，减弱区里两列波分别引起质点分振动的方向是相反的，发生变化的是振幅增大和减少的区别，而且波形图沿着波的传播方向在前进。（2）衍射。

①波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。

②能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。（3）波的独立传播原理和叠加原理。

独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。

叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。

波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者是描述波的性质：同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。比如一个乐队中各种乐器发出的声波可以在空气中同时向外传播，我们仍然能分清其中各种乐器发出的不同声波。后者是描述介质质点的运动情况：每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。这好比老师给学生留作业：各个老师要留的作业与其他老师无关，是独立的；但每个学生要做的作业却是所有老师留的作业的总和。

【例3】 如图中实线和虚线所示，振幅、周期、起振方向都相同的两列正弦波（都只有一个完整波形）沿同一条直线向相反方向传播，在相遇阶段（一个周期内），试画出每隔t/4后的波形图。并分析相遇后t/2时刻叠加区域内各质点的运动情况。

解析：根据波的独立传播原理和叠加原理可作出每隔t/4后的波形图如①②③④所示。

6．多普勒效应

学习“多普勒效应”必须弄清的几个问题：

a．a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高

b．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高 d．a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高 答案：a

二、振动图象和波的图象 1．振动图象和波的图象

振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。

（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。

（2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较： 简谐振动简谐横波 图 象 坐

标横坐标时间介质中各质点的平衡位置

纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移 研究对象一个质点介质中的大量质点

物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移 随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移 运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动 2．描述波的物理量——波速、周期、波长：

（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质 决定。注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。（3）波长λ：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。结论：

（1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。（2）质点振动nt（波传播nλ）时，波形不变。

（3）相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。

3．波的图象的画法

波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个。（口诀为“上坡下，下坡上” ；或者“右上右、左上左））4．波的传播是匀速的

在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v=λf，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。5．介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4a，在半个周期内经过的路程都是2a，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是a了。6．起振方向

【例6】 如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速为20m/s。p是离原点为2m的一个介质质点，则在t=0.17s时刻，质点p的：①速度和加速度都沿-y方向；②速度沿+y方向，加速度沿-y方向；③速度和加速度都正在增大；④速度正在增大，加速度正在减小。以上四种判断中正确的是 a．只有① b．只有④ 7．波动图象的应用：

（1）从图象上直接读出振幅、波长、任一质点在该时刻的振动位移。（2）波动方向<==>振动方向。

方法：选择对应的半周，再由波动方向与振动方向“头头相对、尾尾相对”来判断。如图：

【例7】如图是一列沿x轴正方向传播的机械波在某时刻的波 向沿y轴正方向。

【例8】如图是一列波在t1=0时刻的波形，波的传播速度

为2m/s，若传播方向沿x轴负向，则从t1=0到t2=2.5s的时间 内，质点m通过的路程为______，位移为_____。解析：由图：波长λ=0.4m，又波速v=2m/s，可得： 周期t=0.2s，所以质点m振动了12.5t。

对于 简谐振动，质点振动1t，通过的路程总是4a；振动0.5t，通过的路程总是2a。所以位移为0。

（3）两个时刻的波形问题：设质点的振动时间（波的传播时间）为t，波传播的距离为x。则：t=nt+△t即有x=nλ+△x（△x=v△t）且质点振动nt（波传播nλ）时，波形不变。①根据某时刻的波形，画另一时刻的波形。

方法1：波形平移法：当波传播距离x=nλ+△x时，波形平移△x即可。方法2：特殊质点振动法：当波传播时间t=nt+△t时，根据振动方向判断相邻特殊点（峰点，谷点，平衡点）振动△t后的位置进而确定波形。②根据两时刻的波形，求某些物理量（周期、波速、传播方向等）【例10】如图是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图。已知波速v=0.5m/s，画出该时刻7s前及7s后的瞬时波形图。解析：λ=2m，v=0.5m/s，t = =4 s.所以⑴波在7s内传播 的距离为x=vt=3.5m=1 λ⑵质点振动时间为1 t。

方法1 波形平移法：现有波形向右平移 λ可得7s后的波形； 现有波形向左平移 λ可得7s前的波形。

由上得到图中7s后的瞬时波形图（粗实线）和7s前的瞬时波形图（虚线）。

方法2 特殊质点振动法：根据波动方向和振动方向的 关系，确定两个特殊点（如平衡点和峰点）在3t/4前和3t/4后的位置进而确定波形。请读者试着自行分析画出波形。【例11】如图实线是某时刻的波形图象，虚线是经过0.2s 时的波形图象。求：

①波传 播的可能距离 ②可能的周期（频率）

③可能的波速 ④若波速是35m/s，求波的传播方向 ⑤若0.2s小于一个周期时，传播的距离、周期（频率）、波速。解析：

①题中没给出波的传播方向，所以有两种可能：向左传播或向右传播。向左传播时，传播的距离为x=nλ+3λ/4=（4n+3）m（n=0、1、2 „）向右传播时，传播的距离为x=nλ+λ/4=（4n+1）m（n=0、1、2 „）②向左传播时，传播的时间为t=nt+3t/4得：t=4t/（4n+3）=0.8 /（4n+3）（n=0、1、2 „）向右传播时，传播的时间为t=nt+t/4得：t=4t/（4n+1）=0.8 /（4n+1）（n=0、1、2 „）③计算波速，有两种方法。v=x/t 或v=λ/t 向左传播时，v=x/t=（4n+3）/0.2=（20n+15）m/s.或v=λ/t=4（4n+3）/0.8=（20n+15）m/s.（n=0、1、2 „）

向右传播时，v=x/t=（4n+1）/0.2=（20n+5）m/s.或v=λ/t=4（4n+1）/0.8=（20n+5）m/s.（n=0、1、2 „）④若波速是35m/s，则波在0.2s内传播的距离为x=vt=35×0.2m=7m=1 λ，所以波向左传播。⑤若0.2s小于一个周期，说明波在0.2s内传播的距离小于一个波长。则： 向左传播时，传播的距离x=3λ/4=3m；传播的时间t=3t/4得：周期t=0.267s；波速v=15m/s.向右传播时，传播的距离为λ/4=1m；传播的时间t=t/4得：周期t=0.8s；波速v =5m/s.点评：做此类问题的选择题时，可用答案代入检验法。

（4）根据波的传播特点（运动状态向后传）确定某质点的运动状态问题：

由m点的起振方向（向上）得p质点的起振方向向上。振动从n点传播到m 点需要1t，传播到p点需要3t/4，所以质点p已经振动的时间为t/4.【例13】如图是一列向右传播的简谐横波在t=0时刻（开始计时）的波形图，已知在t=1s时，b点第三次达到波峰（在1s内b点有三次达到波峰）。则：

①周期为________ ②波速为______；

③d点起振的方向为_________；④在t=____s时刻，此波传到d点；在t=____s和t=___s时d点分别首次达到波峰和波谷；在t=____s和t=___s时d点分别第二次达到波峰和波谷。解析：

①b点从t=0时刻开始在经过t=2.5t=1s第三次达到波峰，故周期t=0.4s.②由v=λ/t=10m/s.【例14】 已知在t1时刻简谐横波的波形如图中实线所示；在时刻t2该波的波形如图中虚线所示。t2-t1 = 0.02s。求：（1）该波可能的传播速度。

（2）若已知t< t2-t1<2t，且图中p质点在t1时刻的瞬时速度方向向上，求可能的波速。

（3）若0.01s

解析：（1）如果这列简谐横波是向右传播的，在t2-t1内波形向右匀速传播了，所以波速 =100（3n+1）m/s（n=0，1，2，„）；同理可得若该波是向左传播的，可能的波速v=100（3n+2）m/s（n=0，1，2，„）

（2）p质点速度向上，说明波向左传播，t< t2-t1 <2t，说明这段时间内波只可能是向左传播了5/3个波长，所以速度是唯一的：v=500m/s（3）“q比r先回到平衡位置”，说明波只能是向右传播的，而0.01s

三、声波

1．空气中的声波是纵波。

2．空气中的声速可认为是340m/s，水中的声速是1450m/s，铁中的声速是5400m/s。

3．人耳可以听到的声波的频率范围是20hz-20000hz。频率低于20hz的声波叫次声波，频率高于20000hz的声波叫超声波。

4．人耳只能区分开相差0.1s以上的两个声音。

5．声波也能发生反射、干涉和衍射等现象。声波的共振现象称为声波的共鸣。

四、针对训练 1．（2004年全国理综卷）一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1是t=1s时的波形图，图2是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图2可能是图1中哪个质元的振动图线？

a．x=0处的质元 b．x =1m处的质元 a．此时能明显观察到波的衍射现象； b．挡板前后波纹间距离相等；

第五篇：机械波的形成与传播教学设计

机械波的产生与传播教学设计

一、教材分析

本章《机械波》是在《机械振动》的基础上讲述波的基本知识。波是一种比较重要而普遍的运动形式，是后续电磁波、光波的基础。《波的形成与传播》一节是《机械波》的第一节，学好这一节的内容对后续课程波的描述、波的图象、波的各种特性至关重要，起着承上启下的作用。波是一种比较抽象的运动形式，是高中物理教学中的难点之一，本节教材对学生的理解能力、空间想象和逻辑推理能力及联系实际能力有较高的要求，它需要学生能想象出多个质点同时又不同步的运动从整体上形成波的（空间传播）情景。教学重点：横波的形成与传播过程的规律。教学难点：质点振动和波传播的关系。教学疑点：波传播的是什么？

二、教学目标：

1、知识目标：

（1）理解波的形成与传播。知道产生机械波的条件。（2）知道横波和纵波，知道波峰和波谷，密部和疏部。

（3）知道机械波，理解机械波传播振动形式，传递能量和信息。

2、能力目标：

（1）通过波动模型的建立过程，提高学生的抽象想象能力。（2）根据对机械波模型的分析判断，提高分析推理能力。

3、情感目标：

（1）从波的形成过程中，体会个体与整体的关系，明确个体动作要服从整体动作，培养学生的集体主义精神。

（2）通过观察波的形成过程，体验科学美感，陶冶学生的审美情操。体验大自然各种波动的自然美感。

三、教学方法设计：

本节课采用实验观察法。在教学中通过演示实验、学生动手实验及多媒体课件创设形象化的动态情景并提出相关系列问题。要求学生观察、研究和总结得出结论并能回答相关问题以达到教学的目标要求。在教学中渗透问题探究式学习，充分体现以学生为主的现代教学理念（教师只是起引导作用）。

四、教学过程设计：

1、创设情景，引入课题：

首先让学生观看四个事先拍成录相的演示实验现象课件（水波、随风飘的旗、绳波和电磁波等四种波动情景），让学生观看后对波有个初步印象。并提出两个问题以引入本节课要完成的教学内容：（1）波是如何形成的？

（2）波在传播过程中有哪些规律和特点？

2、新课教学

（1）实验：老师先演示两个实验（横波发生器和纵波发生器）。并提出问题：通过观察实验，你能从整体上“感觉”到什么？（感觉到往外传播的“波”）

其次，由十几个学生表演实验（分三种不同情况）：一是各个动作杂乱，没有规律情况；二是各人的动作整齐一致情况；三是各人动作不整齐，但有先后之分情况。同时给出问题：三种情况的学生动作有何区别？个体的运动如何才能形成波？（引入本节课要完成的教学任务）

（2）观看机械波形成与传播动态课件（自已制作）并回答相关问题（学生为主的问题探究式的现代教学理念在此充分体现）

以绳波为例，分析机械振动如何才能形成机械波以及获得机械波在传播过程中的特点规律。在观看课件之前，引导学生可把绳子看作由许许多多个质点组成的，各个质点间存在有相互的作用力。并把本节课要求学生应掌握的知识目标和能力目标以问题的形式展示给出。要求学生通过观看课件体会一个问题：“波动问题本质上是质点的振动问题”这句话的含义并回答。

（1）各个质点的振动彼此间有何规律？（振动依次滞后）（2）每一个质点刚开始振动的方向是否相同？（相同）（3）质点的振动如何才能形成波？

（4）波源完成一次全振动，波传播的距离在波形上如何体现？（5）波动方向与质点振动方向有何关系？（教师提问，学生回答）（6）在波传播过程中，质点是否“随波逐流？”（7）在波动过程中，往外传播的是什么？

对于上述问题，让学生观看课件后，教师提问，由学生逐一回答解决。若不能回答，则继续观看直到掌握为至。

掌握了横波的形成与传播规律和特点后，接下来通过观看纵波的传播过程（可结合纵波演示器再次演示），让学生了解纵波与黄波的区别。并知道机械波可分为横波与纵波两种类型以及波峰和波谷、密部和疏部概念。（本课件的观看用了十多分钟时间）

3、引导总结分析：机械振动与机械波的区别与联系 机械振动：研究的是单一质点的振动过程。

机械波：研究的是多个质点的同时振动过程。而多个质点的同时振动不一定能形成机械波。

多个质点的同时振动有三种情况：

（1）同时同步。给人整体感觉到动作整齐一致性的统一美。（例：运动会上的广播操评比）

（2）同时不同步且没有规律，杂乱无章。

（3）同时不同步但有一定规律：离振源比较远的质点振动时间依次滞后。即离振源比较近的质点带动离振源比较远的质点依次做受迫振动。给人感觉到动作．．的和谐美、统一美。（在此可结合高一学习的受迫振动特点说明在波动过程中，介质中各个振动的振动周期和频率相同，由振源决定的与介质无关）

机械波在传播过程中，质点并不“随波逐流”，传播的不是质点本身，而是质点的运动形式（传播是运动的信息），通过“波动”这种特殊的运动方式把运动的“信息”和“能量”往外传播。（说明波能传播信息）

4、巩固与练习：

在基本完成教学任务后，通过三个题目，来检验学生对本节课内容的掌握程度。第一题关于机械振动与机械波的区别。第二题关于机械波的概念问题。第三题关于机械波与机械振动的综合性问题。

1、关于振动和波的下列说法中正确的是（）A、物体做机械振动一定产生机械波

B、介质中有机械波传播，其中介质质点一定在做机械振动 C、如果振源停止振动，在介质中传播的波也立即停止

D、介质中每一个质点开始振动的方向一定和振源开始振动的 方向相同

2、关于机械波的概念，下列说法中正确的是（）A、质点振动的方向总是垂直于波传播的方向 B、横波和纵波可同时存在于介质中

C、机械波是一种特殊的运动形式，在波动过程传递能量，传递振动信息 D、横波中质点不随波迁移，纵波中质点随波迁移

3、如图所示为一列向右传播的横波在某时刻的波形图，由图可知此时刻波上质点M的速度v和加速度a的方向是（）A、v向上，a向上 B、v向上，a向下 C、v向下，a向上 D、v向下，a向下

通过三道练习检验，学生基本能掌握波的形成与传播过程中的规律和特点。

五、板书设计

一、机械波的形成与传播

1、机械波的形成条件：（1）振源（2）能传递振动的介质

2、机械波形成和传播过程的特点（规律）（1）离波源比较近的质点带动离波源比较远的质点做受迫振动。介质中所有质点的振动周期一样。

（2）介质中任一质点的起振方向都相同。与振源的起振方向一致。

（3）机械波的传播过程中，介质中的质点不随波迁移。只是在各自的平衡位置附近振动

二、波的纵波

1、横波

2、纵波

三、机械波

1、机械波：振动在介质中传播。

2、波是传递能量的一种形式。

机械波的传播是运动方式的传播，在传播过程中能传递能量和信息

四、机械振动与机械波的区别与联系。