第四章 D 机械波

执教：上海市闵行中学 薛玉萍

一、教学任务分析

机械波是在学习了匀速圆周运动后，对机械运动的进一步学习，是周期运动知识的深化和延伸，同时也是为波的描述、交流电、电磁波等后续知识作准备。本设计以匀速圆周运动、机械振动等周期运动的知识为基础，围绕着波的形成过程展开。通过生活中一些常见的现象和演示实验，使学生对机械波有一个初步的认识，产生进一步探究的愿望。通过学生的“人浪演示”的情景实验，制造悬念，使学生“悟物穷理”，然后通过多媒体动画模拟横波传播波形，再次为学生构建了逼真的物理情景，让学生清楚地观察到各个质点的运动情况及波的运动形式。经交流、讨论，建立正确的机械波及相关的物理概念。通过实验，观察横波的传播方向与质点振动方向的关系，进一步理解横波的概念。通过“人浪”情景和“大家谈”的方式分步观察和讨论，强调波动中的联带作用，说明波动与个别质点运动间的区别。本设计强调学生主动参与、合作探究，使学生在获得亲身体验感受的基础上，理解机械波的产生过程，同时感受分析、比较，归纳等科学方法，感悟合作对探究的重要作用。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）知道形成机械波的两个条件：波源和介质，理解机械横波的概念。

（2）理解波动与其它物体运动形式的区别。知道波传播的只是运动形式，介质并没有随波迁移。

（3）知道横波的形成过程。

（4）通过实验以及对物理现象的观察、分析、归纳活动，提高科学探究的技能。

2、过程与方法

（1）观察日常生活中常见的“波”，体会“波”与振动的区别，学习观察与分析的方法。

（2）通过“人浪”实验，感受波的形成过程。

3、情感、态度与价值观

通过实物演示、计算机模拟等建立机械波概念的过程，提高对物理学科的学习兴趣。同时通过学生的“人浪“演示，提高团结协作的精神和树立实事求是的科学态度。

三、教学重点与难点

重点：机械波的形成过程及其产生的条件。

难点：机械波与其它物体运动形式的区别。

四、教学资源

（1）多媒体播放课前录好的课件：一片树叶落到平静的水面上形成一列水波向外传播。

（2）绳子、窗帘等。

（3）波动（横波、纵波）演示器、实物投影仪、音叉。

五、教学设计思路

本设计围绕机械波的形成过程展开。

本设计的基本思路是：通过生活中常见的典型事例及学生亲自参与的“人浪演示”，创设物理情景，制造悬念，使学生“悟物穷理”，并充分运用现代信息技术平台，以多媒体动画模拟横波的产生过程，通过交流、讨论，建立正确的波及相关的物理概念。

本设计要突出的重点是：机械波的形成过程及其产生的条件。方法是：通过生活中常见的典型事例及学生亲自参与的“人浪演示”，制造悬念，并充分运用现代信息技术平台，以多媒体动画模拟横波的产生过程，让学生清楚地观察到各个质点的运动情况及波的运动形式，从而理解（1）振动是形成波的原因，有波一定有产生波的振源；但有振动不一定会形成波，从而找出形成机械波的条件。（2）波是传递能量的一种形式。

本设计要突破的难点是：机械波与其它物体运动形式的区别。方法是：通过“人浪”情景和“大家谈”的方式分步解决：在“人浪”情景中，教师让学生先“手肩互搭”（参见本设计“教案示例”中的附图）做一次，再将手放开，还让第一个同学蹲下、站起做上下振动（这时不能形成“人浪”），强调波动中的联带作用；在“大家谈”中，要让学生谈清楚麦杆间不存在联带作用，说明波动与个别质点运动间的区别。

本设计首先通过学生参与的“人浪”演示，激发学生的学习兴趣；然后通过实验、多媒体演示等教学活动，使学生充分感受知识获得的过程，感悟物理学研究的方法，逐步养成良好的学习习惯。

完成本设计的内容约需2课时。

六、教学流程

1、教学流程图

2、流程图说明

情景Ⅰ 观察

“水波”情景，引入波的概念，让学生了解什么是波并总结出“波就是振动由近及远的传播”。

活动Ⅰ “人浪”

“人浪”情景，由多个学生共同参与完成的实验，教师引导学生探究，逐渐理解波的产生条件及其在传播过程中的一些特点，从而突出本节课的重点。通过这个学生亲身体验的实验，以往学生常犯的一个“波向前传播过程中质点会随波迁移”的错误将不会再犯。

活动Ⅱ 课件1

利用多媒体课件，使学生进一步观察波在传播过程中有哪些特点。

情景Ⅱ 课件2

横波演示仪，目的在扩展波的内涵，建立横波的概念。

活动Ⅲ 大家谈

“麦浪”情景，将这节课的教学推向一个更高层次，使这节课的难点“波动与其它物体运动的区别”通过“大家谈”的方式得以解决。

3、教学的主要环节

本设计可分为四个主要环节：

第一环节，通过生活中一些常见的现象和演示实验，使学生对机械波有一个初步的认识，产生进一步探究的愿望。

第二环节，通过学生参与的“人浪演示”的情景实验和计算机模拟，使学生理解机械波的形成过程及其产生的条件。

第三环节，通过实验，观察横波的传播方向与质点振动方向的关系，进一步理解横波的概念。

第四环节，通过“人浪”情景和“大家谈”的方式分步观察和讨论，强调波动中的联带作用；说明波动与个别质点运动间的区别。

七、教案示例

情景引入（一）

设问1 质点在大小与位移成正比，方向始终指向平衡位置的回复力作用时就会作简谐振动。如果作简谐振动的质点与周围的质点间有力的相互作用时，那么它的振动对周围质点会有什么影响？

【录像1】（背景：一个平静的池溏）一个小球由空中落向水面，观察看到的现象。

【演示1】在讲台桌上放好一根长绳，让一个同学手握住一端静止不动，另一个同学握住另一端让其上下振动，请同学描绘一下所看到的现象。

探索研究（一）

设问2 这列波是如何产生的？又是如何传播的？

（让学生充分讨论后让一个同学代表发言，总结出机械波的产生）

设问3 在日常生活中还遇到过其它的机械被吗？

（学生积极举手发言：抖动窗帘形成的布波、声带振动形成声波等）

情景引入（二）

为了让学生体验感悟机械波，课堂上让部分身高相近的学生紧挨着站到教室内走道上，手肩互搭（如图1，告诫参与学生保持联带关系不要松手并注意平衡不要摔倒），然后让排头的一名同学蹲下、站起做上下振动，由于联带关系，精彩的“人浪”展现于学生眼前（如图2），学生惊喜万分，兴趣盎然，跃跃欲试。学生有了亲身的体验后，老师引导探究。

探索研究（二）

通过“人浪”实验，教师设计一系列问题，让学生回答，使学生逐渐理解机械波产生的条件。

设问4

①同学为什么“钩肩搭臂”？这样做有何作用？

②后一位同学与前一位同学相比，有何异同？

③人浪沿水平方向传播，人随“人浪”迁移了吗？

④形成“人浪”要具备哪些条件？

⑤是不是有振动就一定会形成波？

（学生一一回答，并总结出产生机械波的条件：波源、介质）

（动画演示时可分几个层次进行：① 让质点上下振动，先让学生看整体波形；②分段演示；③改变振源起振方向，再观察一个周期波形）

播放多媒体动画，进一步理解波在传播过程中有哪些特点？波在传播时传递了什么？（小组讨论，然后班级交流）

归纳总结（用多媒体）

1、在波的传播过程中，总是近波源点带动远波源点，使振动沿波的传播方向传递出去。

2、振源每完成一次全振动，波形就向波的传播方向前进一定的距离。在波向外传播过程中，质点本身只在其平衡位置附近振动，不沿波的传播方向运动，所以波是传递能量的形式。

3、每个质点的起振方向都与波源的起振方向相同。且它们都与波源具有相同的振动周期（频率）和振幅。

到此，学生就可以比较出波动与其它物体运动形式的区别了，难点也就解决了。

情景引入（三）

教师再拿出横波波动演示仪，让两个学生演示，全班学生观察横波波形的特点。然后提出问题讨论。

探索研究（三）

设问5：这个实验演示由于机械振动而引的机械波，这列机械波有什么特点？

（若一个学生答不全，可让其它学生再补充）

教师总结：这种波叫做横波，它的主要特点是传播方向与质点振动方向垂直。

【录像2】（背景：一块金黄式的麦地）一阵风吹过麦地，形成一片麦浪滚滚的景象。

【大家谈】滚滚的麦浪是波吗？

学生通过前面的学习，已经对波的概念有了很深的了解，但可能对质点间的相互作用了解得不够深刻，通过大家谈，进一步明确波的概念，巩固本节课所学的内容。（这一段很重要，一定要让学生谈清楚）

巩固练习

1、下列说法正确的是（ ）

A、振动就是波，波就是振动。

B、有振动一定有波。

C、有波一定有振动。

D、有波未必有振动。

2、足球看台上的观众常做“人浪”助兴，这当中蕴含着机械波的哪个特点（ ）

A、机械波产生时，离波源近的原点先振动，离波源远的质点后振动。

B、机械波产生时，介质中的每个质点都在自己的平衡位置往复运动，质点并不随被迁移。

C、机械波产生时将波源的振动形式向外传递。

D、以上均是。布置作业略。

发布时间：2013/5/18 下午8:56:20  阅读次数：2657