第三节 机械波的反射和折射（表格式教学设计）物理沪科版选择性必修第一册

该高中物理教学设计聚焦机械波的反射和折射，通过回声、水波反射等生活实例导入，引导学生在已学波动基本特征基础上，类比光的反射折射规律，建立“波动在界面处遵循统一规律”的物理观念，为后续光学、电磁波学习奠定模型基础。 其亮点在于结合生活实例激发探究兴趣，通过对比分析反射折射中波速、波长、频率的关系培养科学思维，以回声测距三种情形定量分析深化物理观念应用，帮助学生厘清易混知识点，提升解决实际问题能力，教师使用时重点突出、逻辑清晰，可高效落实教学目标。

第三节 机械波的反射和折射（教学设计） 年级 高二 学科 物理 课时数 课题 第三章 机械波 3.3 机械波的反射和折射（教学设计） 教学 目标 了解波的反射和折射现象。 教材 分析 本节内容“机械波的反射和折射”是学生在掌握波动基本特征（波源、介质、波速、波长、频率、相位）的基础上，对波在遇到介质分界面时传播行为的进一步认识。本节通过水波、声波等熟悉的生活实例，引入波的反射和折射两大现象及其规律，帮助学生建立“波动在界面处遵循统一规律”的物理观念；并与光的反射、折射类比，为后续学习光学、电磁波传播、信息技术（雷达测距、声呐探测）等内容奠定模型基础。 教学重点 1. 机械波的反射定律及其与光反射的统一性。 2. 折射过程中“频率不变，波速与波长改变”的逻辑及物理实质。 3. 回声测距三种情形的定量分析模型。 教学难点 1. 易混淆“反射时波速、波长不变”“折射时波速变→波长变”“频率恒由振源决定”之间的关系。 2. 实际测距相对运动对距离公式的推导与应用。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 我们知道，声音在传播过程中，遇到障碍物时会发生反射。对着远处的峭壁大喊一声会听到回声，就是声波在峭壁上反射的结果。生活中，你是否注意过水波的反射？波的反射应该遵从什么规律？ 学习新课 一、机械波的反射和折射 1. 波的反射 （1）反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 （2）反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （3）波在反射过程中波长λ、频率f、波速v都跟入射波相同。 （4）波遇到两种介质界面时，总存在反射。 2. 波的折射 （1）波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。 （2）水波的折射：水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。 （3）波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 （4）在波的折射中的规律 ①折射波与入射波的频率相同 ②折射波和入射波的波速和波长不同 3. 波的反射和折射对比 （1）波的反射遵从反射定律，即入射线、反射线及法线位于同一平面内，入射线、反射线分别位于法线的两侧，反射角等于入射角。 （2）波的频率是由振源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。 （3）波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。 （4）波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝ 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝ 可知波长变大，反之变小。 【例1】图中1、2、3分别代表入射波、反射波、折射波的波线，则（ D ） A.2与1的波长、频率相等，波速不等 B.2与1的波速、频率相等，波长不等 C.3与1的波速、频率、波长均相等 D.3与1的频率相等，波速、波长均不等 【例2】某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？ 【解析】设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x， 第一次听到回声时，2x＝vt1 第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt) 其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据解得：s＝425 m。 回声测距的三种情况 1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声·。 2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)· 3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)· 理解掌握波的反射现象以及规律 理解掌握波的折射现象以及规律 掌握波的反射和折射的异同，尤其是波长、波速和频率等波的性质方面 掌握回声测距的原理和计算方法 课 堂 练 习 1. 下列说法正确的是（ C ） A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短 B.波发生反射时，频率、波长、波速均发生变化 C.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化 D.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化 2．以下关于波的认识，正确的是（ BCD ） A．潜水艇利用声呐探测周围物体的分布情况，用的是波的折射原理 B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的 C．雷达的工作原理是利用波的反射 D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向，是波的折射现象 3.对于波长为100 m的声波,下列说法正确的是(　D　) A.在同一介质中,比波长为20 m的声波传播快 B.在空气中的频率比在水中大 C.声波能发生折射,但折射后频率发生变化 D.声波能发生反射,但反射后波速不变 4．如图所示为一列水波在深度不同的水域传播时发生的折射现象，与折射前相比，折射后波的（ B ） A．波速变大 B．波速变小 C．频率变小 D．频率变大 板 书 设 计 3.3 机械波的反射和折射 一、机械波的反射和折射 1. 波的反射 （1）反射现象：波遇到介质界面(如水波遇到挡板)时会返回原介质继续传播的现象。 （2）反射规律：反射线、法线与入射线在同一平面内，反射线与入射线分居法线两侧，反射角等于入射角。 （3）波在反射过程中波长λ、频率f、波速v都跟入射波相同。 2. 波的折射 （1）波的折射：光从一种介质进入另一种介质时会发生折射，同样，其他波从一种介质进入另一种介质时也发生折射。 （2）水波的折射：水波在深度不同的水域传播时，在交界面处发生折射。 （3）波发生折射的原因：是波在不同介质中的速度不同。 （4）在波的折射中的规律：①折射波与入射波的频率相同②折射波和入射波的波速和波长不同 3. 波的反射和折射对比 （1）波的频率是由振源决定的，因此不论是反射还是折射，波的频率是不改变的。 （2）波速是由介质决定的，波反射时是在同一介质中传播，因此波速不变，波折射时是在不同介质中传播，因此波速改变。 （3）波长是由频率和波速共同决定的，即在波的反射中，由于波的频率和波速均不变，根据公式λ＝ 可知波长不改变；在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝ 可知波长变大，反之变小。 4. 回声测距的三种情况： ①当声源不动时，声源到障碍物的距离为s＝v声·。 ②当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)· ③当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)· 作业布置 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $