2015-2016学年人教版选修3-4 12.1 波的形成和传播 教案 Word版含答案(数理化网)

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2011年3月11日日本东北宫城县北部地区发生里氏9.0级特大地震,所影响的范围几乎是日本本州岛的四分之一,甚至离震中1000多公里的神户都有震感, 周边国家

部分高层建筑也感受到异常。此次地震对日本是一个灾难性的影响。我们在日常生活中会遇到各种各样的波动,有破坏力极大的地震波、海洋中的波浪、湖泊中的水波、空气中的声波以及弥漫在我们周围的无线电波和光波等。我们不禁会问:波究竟是什么?我们该怎样了解波呢?

课时12.1波的形成和传播

1.通过观察和分析,认识波是振动的传播,知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。

2.能区分横波和纵波,知道什么是波峰和波谷、密部和疏部。

3.知道什么是机械波和机械波形成的条件。

重点难点:机械波的形成过程及传播。

教学建议:本节讨论的是机械波的产生和传播,并定性研究波的一些基本特

征。对机械波的认识和理解需要一个过程,教学中不可急于求成,应该注意教学方式的选择。要从注重教师的讲解转变为注重学生的亲身体验和学生对实验的观察,并通过播放录像、模拟动画等方法,帮助学生逐步体会和理解本节知识。注意运用学生已经有的运动学和动力学知识,分析和研究波的基本特征和规律。

导入新课:自从人类发明牙刷以来,关于牙刷的发明就层出不穷。从变化多端的造型和硬度不一的刷毛到后来的电动牙刷,在刷牙这件事情上,似乎所有人都热衷于更有趣、更高科技的体验。随着科技的发展,一种新型牙刷近来悄然兴起,它的名字叫声波牙刷。什么是声波牙刷?它与声波有什么关系?它是怎样刷牙的呢?

1.波的形成和传播

(1)波

波动就是振动的①传播,简称波。

(2)波的形成

在一根软绳上,用手握住一端拉平后上下抖动,绳上形成一列波。这是因为绳上相邻的质点之间存在②相互作用,前面先振动的质点③带动后面的质点。

2.横波与纵波

(1)横波

质点的振动方向与波的传播方向相互④垂直(填“平行”或“垂直”)的波叫作横波。在横波中,凸起的最高处叫⑤波峰,凹下的最低处叫⑥波谷。

(2)纵波

振动方向与波的传播方向⑦在同一直线上的波,叫作纵波。在纵波中,质点分布最密的位置叫⑧密部,质点分布最稀疏的位置叫⑨疏部。

(3)实例:绳波是⑩横波,声波是纵波。

3.机械波

(1)介质

绳、弹簧、水、空气等都是波借以传播的物质,叫作介质。

(2)机械波

机械振动在介质中传播,叫作机械波。

(3)波的传播特点:波在介质中传播时,各质点只在自己的平衡位置附近振动,介质本身并不随波迁移。波只是传播“振动”这种运动形式和能量。波不但传递能量,而且还可以传递信息。

1.先有振动还是先有波?

解答:先有振动。

2.声波能在液体中传播吗?

解答:声波在气体、液体、固体中都能传播。

3.机械波能传递信息吗?

解答:能。

主题1:波的形成与传播

情景:你看过艺术体操的“带操”表演吗?观看课本“彩带飞舞”的图片,在图片中,运动员手持细棒抖动彩带的一端,彩带随波翻卷,这是振动在彩带上传播的结果。

问题:(1)是不是运动员一抖动细棒,整个波就形成了?

(2)彩带上的波形是怎样形成的?

解答:(1)不是,波是振动的传播,它的形成有一个过程。

(2)细棒振动带动与它相邻的质点发生振动,并依次带动离细棒更远的质点

振动,细棒的振动逐渐传播出去,形成了波。

知识链接:波源的振动引起了相邻质点的振动,先振动的质点带动了后面的质点,后面的质点重复前面质点的振动形式。

主题2:横波和纵波

情景:做一做课本的“演示”实验,观察沿绳传播的横波,如图甲所示;再做一做软弹簧上的纵波实验,观察纵波在弹簧上的传播,如图乙所示。

问题:(1)从整体感观上说,你看到的情景分别是怎样的?

(2)如果你的关注点只放在介质的一个点上,你观察到的情况分别又是怎样的?

解答:(1)图甲中波峰和波谷都在水平向右匀速移动;图乙中密部和疏部都在水平向右匀速移动。

(2)图甲中,如果我们盯着绳子上某一个点(可以做个标记)看,它就是在上下往复运动,并没有移动它的平衡位置。图乙中,如果我们盯着弹簧上某一个圈或点(可以做个标记)看,它就是在左右往复运动,也没有移动它的平衡位置。

知识链接:横波和纵波是机械波的两种基本类型,可以同时存在于同一介质中,如地震波中既有横波,又有纵波。

主题3:机械波

情景:生活中有大量的波动现象发生,如敲打鼓发出的声音是在空气中传播的,水波是在水面上传播的,绳子上和弹簧上的波是在绳子和弹簧上传播的。

问题:(1)阅读课本“机械波”部分内容,思考机械波产生的条件是什么?

(2)结合主题2和课本“做一做”,总结机械波的特点。

(3)思考并讨论,课本“做一做”中波浪成功的关键是什么?

解答:(1)机械波的产生要同时满足两个条件。①要有机械振动;②要有传播振动的介质。

(2)①波只是传播振动这种运动形式和能量,而介质中的质点并不随波迁移。

②波在传递运动形式的同时,也在传递能量和信息。

(3)一是各同学蹲、起的快慢程度一样,二是每位同学滞后相邻前一位同学开始蹲、起的时间间隔一样。

知识链接:机械波在传播时,介质中各质点的振动都是受迫振动,每个质点的振动频率都与波源的振动频率相同。

1.(考查横波和纵波)关于横波和纵波,下列说法正确的是()。

A.质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波

B.质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波

C.横波有波峰和波谷,纵波有密部和疏部

D.地震波是横波,声波是纵波

【解析】根据横波和纵波的定义知,A、B、C三项正确;声波是一种纵波,但地震波中既有横波,又有纵波,D选项错误。

【答案】ABC

【点评】地震波中既有横波的成分,也有纵波的成分。

2.(考查对机械波的理解)下列关于机械波的概念的说法中,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.机械波传播的不仅仅是运动形式,还能传播能量,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

【解析】机械波包括横波和纵波,横波中质点振动方向与波的传播方向垂直,纵波中质点振动方向和波的传播方向在同一直线上,A错;振动质点只是在平衡位置附近振动,都不随波迁移,D错;横波和纵波可以同时在介质中传播,它们传播运动形式的同时还传播能量和信息,B、C正确。

【答案】BC

【点评】机械波传播的是振动形式、能量、信息,质点并不随波迁移。

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