3.2 波的描述（教学设计）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第一册）

3.2 波的描述 教学设计 备课人 学科 物理 课题 3.2 波的描述 教学内容分析 波的描述是本章的教学重点和难点，教材首先介绍了图像法，然后再介绍波长、频率和波速等物理量，为用解析法描述波打好基础，教学中应根据实际情况，采用多种教学手段，如通过波动演示箱或者利用多媒体动画课件模拟演示各个时刻的波形，帮助学生在头脑中形成正确的物理图景，以横波为例说明波的图像的物理意义，通过这一过程提高学生的抽象思维能力。 教材重点说明波的图像表现的是各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移。对此，学生在初学时并不容易理解，波的图像与某时刻横波的形状相似，但波的图像的意义充竟是什么？首先要让学生弄清波的图像中横、纵坐标各表示什么物理量，理解波形图中各点所表示的是质点相对平衡位置处的位移，最高（低）位置表示质点位移达到最大。在学习用图像法描述波以后，要让学生切实理解波长、频率和波速是描述波的特性的物理量，能用这些物理量描述机械波。在学生认识波长、频率和波速三者的关系后，应进一步加深对波的图像的认识，在本节课后，学生应能从波的图像中获取相关信息，对有关问题进行分析和推理，并能解释生产生活中的有关现象。 学情分析 通过前面的学习，学生已经具备运动学的基本知识及质点振动的特点和规律，但尚未涉及波的知识。因此，本节课从研究质点的振动出发，去掌握波的形成过程，使学生能顺利地掌握新知识。通过初中和高一物理的学习，学生已有一定的观察、实验能力，但抽象思维、推理和综合分析的能力较差。因此，本节课通过实验和计算机模拟辅助教学，引导学生分析动态过程，来进一步提高学生这几个方面的能力。 教学目标 1.能用描点法作横波的图像，理解波的图像的物理意义。 2.理解波长，频率和波速的意义及其关系。 3.能判断波的传播方向和质点的振动方向。 教学重难点 1.教学重点：理解波的图像的意义，理解波长、周期（频率）和波速的物理意义及它们之间的关系，并会应用这一关系进行计算和分析实际问题。 2.教学难点：能够区分振动图像与波形图各自的物理意义，并清楚他们之间的联系。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 展示课件，观察水波 提问：水波在时间和空间上在做周期性变化，我们如何去描述水波？ 提问：波是不断变化的，如果知道了某一时刻的水波，又如何判断上一时刻或下一时刻的水波呢？ 学生观察图片思考回答问题。 引导学生深入思考问题，学会见到一个物理现象，想办法解得。 新课教学 一、波的图像 （一）波的图象表示法 在学生回答问题的基础上提示：我们可以用照象机把波的形状摄下来，就是按下快门瞬间各个质点离开各自平衡位置时的情形。我们就把这些质点连成曲线，就是该时刻的波的图象。 我们怎么准确描述上述图形中各个质点的位置？ 可以建立直角坐标系： （1）用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置。 （2）用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移。 波的图像是在波的传播方向上介质中各振动质点的连线在某一时刻的波形． （3）图像的物理意义：波的图像表示某一时刻各个质点相对平衡位置的位移。 （4）波的图象也称波形图或波形曲线． （5）简谐波：如果波的图像是正弦曲线，这样的波叫作正弦波，也叫简谐波。 ①简谐运动在介质中传播形成简谐波. ②简谐波是一种最基本、最简单的波. 然后提问：我们可以根据波的图像得出那些信息？ 应用一：波的传播方向 质点的振动方向 （1）质点带动法 先振动的质点带动邻近的后振动质点，在质点P靠近波源一方附近的图像上另找一点P′，若P′在P点下方，则P向下振动，若P′在上方，则P向上振动。 （2）图象微平移法 将波形图沿传播方向进行微小平移，再由x轴上某一位置的两波形曲线上的点来判定. 从波源沿传播方向看：上坡下，下坡上 （3） 上下坡法 判断方法：上坡上的质点向下振动，下坡上的质点向上振动 （4）三角形法 三角形顶部表示波峰或波谷 （5）同侧法 在波的图像上的某一点，沿竖直方向画出一个箭头表示质点振动方向，并设想在同一点沿水平方向画一个箭头表示波的传播方向，那么这两个箭头总是在曲线的同侧。 应用二：求波在任意时刻的波形图 画出经t=T/4后的波形图 （1）描点法： 操作：先找出两点（平衡位置和波峰及波谷特殊点）并确定其运动方向；然后确定经△t时间内这两点所达到的位置；最后按正弦规律画出新的波形。 （2）平移法: 操作：经过时间 ∆t，波在传播方向上移动的距离∆x,把图象沿传播方向平移∆x=v∆t即得到相对应的图象． 学生尝试回答问题。 尝试回答对波的波形图的描述问题。 学生按提示完成填空。 学生尝试完成画，然后进行交流。 引领学生思考问题。 引导学生思考波的图型的建立过程。 该部分有学生直接