3.1波的形成 导学案-2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

风在田野里掀起的麦浪。麦浪滚滚地在田野里奔去，但是麦子却仍旧留在原来的地方。--达·芬奇 高中物理学教评一体化学习设计 编者：秦海霞 审核: 高二物理组 日期： 3.1波的形成 【课标要求】 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。 【学习目标】 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.能对波动现象进行分析和推理，认识波的形成过程， 3.能区别横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部 4.知道机械波的概念和形成机械波的条件。 【情景设计】 1.在生活中，我们遇到（或听说）过的波有：______________________________________ 2.波在日常生活中的应用：人通过听声音,得到信息。手机通过电磁波的发射和接收进行语音或视频通话。地震波会对建筑和人类的生活造成很大的影响，说明波把能量传到了地面。可见波能传递________和________。 3.波是如何形成的呢? 做一做：一组学生手挽手排成一行，从左边第一位同学开始，周期性地下蹲、起立，依次带动旁边的同学重复他的动作，只是后边的一位总比前边的一位稍迟一点点。这样就会看到凹凸相间的波沿着队伍传播开来，而每个学生的位置并没有移动。运动会上的团体操表演常常用这种办法来表现波浪（图）。 【问题体验1】 老师选用细而长、质量适当偏大且均匀分布的细绳，并在绳上目隔一段距离的两点系上彩色小布条作为标记，用手抖动绳子的一端，让学生仔细观察。 1. 绳上的波是因为_________________________产生的。若手停止抖动绳子的一端，绳子上还会有持续的波存在吗?在绳波的产生过程中，手的抖动起到了的作用是_______________________________。抖动的手是绳波产生的源头，我们将波产生的源头叫作________。 2. 只有手的抖动，如果手没有抓住绳子的话，可以看到绳波吗?绳子起到了_______波源振动的作用，所以绳波的产生还需要绳子这种______的存在。 3. 我们把需要介质传播的这种波叫_________波。绳波就是一种_________波，机械波的产生需要________和_________同时存在。属于机械波是_______________________，介质分别是________________________。那电磁波属于机械波吗?你能举例说明吗? 4. 手向左抖动一次并立即复原，你看到图____；向右抖动一次并立即复原，你看到图____。绳波在传播过程中，绳上打结的那个标记沿绳向前移动了吗?手以不同频率和不同幅度连续左右抖动，绳子的形状有什么区别?机械波是怎样形成的呢？ 5. 建立理想模型是物理学中对客观事物进行研究的一种科学方法。设想把绳子分成很多小段，这些小段可以看作一个个相连的____点，具体如图3-1所示。 在图 3-4 中用红点表示组成绳子的一个个质点，小弹簧表示质点间存在弹性相互作用，箭头表示质点的运动方向。T是波源做简谐运动的周期，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2，3，4，…各个质点依次上下振动，图中已画出了t＝0、t＝T/4、t＝T/2时刻的波形。请画出绳波在 t=3T/4、t=T和t=5T/4的波形图，并标出各质点的速度方向。 6.观察横波演示器对比分析。 【归纳总结1】波的特点 1.振幅:像绳波这种一维机械波,若不计能量损失,各质点的振幅____同。 2.周期:传播过程中各质点的振动都是_______振动，驱动力来源于波源。因此各质点振动的周期均与波源的振动周期______同。 3.步调:前面的质点带动后面的质点振动，后面的质点_______ 的振动，离波源越_____,质点振动越滞后。 4.运动:各质点只在各自的______位置附近振动,并不随波___________。各质点的起振方向都与波源开始振动的方向______同。 5.实质:机械波向前传播的是振动这种运动______,同时也可以传递_______和________。 【达标检测1】 1-1举出一个生活中的例子，说明机械波是“质点振动”这种运动形式在介质中的传播，质点并没迁移。 【问题体验2】 如图 3-1-5 a所示，取一根较长的轻质弹簧，上下摆动弹簧的左端，波就向右传播了。 如图 3-1-5 b所示，用手轻轻推动水平放置的弹簧的左端使弹簧的左端沿左右方向振动。 观察横波演示器所模拟的横波的发生情况[图 3-1-5(a)]，记下你的观察结果。 观察纵波演示器所模拟的纵波的发生情况[图 3-1-5(b)，记下你的观察结果。 【归纳总结2】 比较项 横波 纵波 概念 在波动中,质点的振动方向和波的传播 方向相互_________ 在波动中,质点的_______方向和波的 _________方向在一条直线上 特征 在波动中交替、间隔出现波___和波____ 在波动中交替、间隔出现____部和___部 应用 联系和区别 波动 振动 联系 因果关系 振动是波动的_______，波动是振动在介质中传播的______。有波动_______定有振动，有振动_______定有波动。 频率关系 频率与振动的频率____同 区别 研究对象 _______________________ _________________________ 力的来源 各质点间的______ 质点所受的______力 【巩固提升】 1-2.图3.1-6是以质点P为波源的机械波在绳上传到质点Q时的波形。 （1）请判断此机械波的类型。 （2）P点从平衡位置刚开始振动时，是朝着哪个方向运动的？ 【自我评价】你对自己本节课的知识掌握、课堂表现作何评价？ ( 3-1- 2 ) ( 3-1- 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$