2022年机械波课程单元教学设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载物理选修 3-4 第十二章机械波单元教学设计 一、任务分析 1.课程标准 1通过观看,熟悉波是振动传播的形式和能量传播的形式；能区分横波和纵 波；能用图像描述横波；懂得波速、波长和频率（周期）的关系；2明白惠更斯原理,能用其分析波的反射和折射；3 通过试验,熟悉波的干涉现象、衍射现象；4 通过试验感受多普勒效应；说明多普勒效应产生的缘由；列举多普勒效应 的应用实例；高考说明解读 ：主题内容要求机械振动简谐运动简谐运动的公式和图像单摆、周期公式受迫振动和共振机械波与机械波横波和纵波横波的图像波速、波长和频率（周期）的关系波的干涉

2、和衍射现象中学教材： 中学物理课中只涉及了有关声波的形成和传播的基本学问；各版本教材分析： 各版本教材内容编排各具特色,相互借鉴、取长补短、对教学很有帮忙 ；2、本单元在教材中的位置作用及主要内容：波动是一种常见而重要的运动形式；自20世纪初以来,随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深化争论, 与波相关的物理学内容的重要性日益突出；在 3-4这个模块的学习过程中, 同学将第一通过机械波的学习熟悉波动的一般规律,进而学习电磁波和光的相关学问；机械波是比学过的圆周运动和机械振动更为复杂的周期运动,也是自然界和名师归纳总结 生活中广泛存在的运动； 本节在学习圆周运动和机械振动的基础上,进一步深化第 1

3、 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载学习机械波； 机械波学习的内容是对前面学习的机械振动的拓展与深化,同时也 是对机械振动的有关学问起到复习巩固的作用；主要内容： 波的形成和传播；波的图像；波的干涉、衍射、反射和折射；多 普勒效应等；3.学习本单元所需要的基础学问 :（1）基本概念、基本规律、基本技能、基本思想机械振动的基本学问；矢量叠加原理；三角函数学问；绘制图像的基本步 骤和方法；对周期性的懂得；观看试验总结试验结论的才能；（2）开展探究试验的基本活动体会会观看分析,推理归纳,会依据科学探究思路（提出问题、猜想、设计

4、实 验、进行试验与收集数据、数据分析、得出结论、沟通与评估）进行试验探究活 动,会分工合作,具有团队意识；（3）三角函数等数学学问和运算技能4.学校、同学情形分析 :对于中学到高中的过度问题我们肯定要把握好,怎样突出重点、突破难点、达到提升点需要老师仔细争论,肯定换位摸索, 站在同学的立场考虑问题, 同学的实际情形是教学的动身点和起点； 想方法把抽象的学问详细化, 比如多做试验,让同学多体验、多观看、多参加,多动手、多摸索、多争论,多沟通,多总结；5.学校硬件、软件、试验室情形：每个教室都配有多媒体教学系统,对与不便于做演示试验的内容可以用运算机进行演示；本章的全部试验内容试验室均 配有相应的

5、试验仪器, 而且演示成效特别抱负, 有一些试验可以设计为分组试验,如绳波试验和蜂鸣器试验；二、教学目标（学问与技能,过程与方法,情感、态度与价值观）学问与技能： 知道什么是横波,知道波峰和波谷；知道什么是纵波,知道疏部和密部；能区分横波和纵波；知道波的图象的物理意义；懂得波长、频率 和波速的物理意义； 知道衍射是波特有的现象； 知道波的叠加原理； 知道干涉是 波特有的现象；过程与方法, 情感态度与价值观： 通过实例,知道机械波的形成过程；通过观看, 熟悉波是振动传播的形式和能量传播的形式；能运用简谐横波 （正弦波）的图象描述横波, 解决简洁的实际问题； 懂得波长、 频率和波速之间的关系,并会应

6、用这一关系式进行运算和分析问题；通过实例, 明白惠更斯原理, 能用其分析波的反射和折射； 通过试验, 熟悉波的衍射现象, 知道波发生明显衍射现象 的条件；通过试验,熟悉波的干涉现象；知道产生稳固干涉现象的条件；通过实 验感受多普勒效应； 说明多普勒效应产生的缘由； 通过列举多普勒效应的应用实 例,明白多普勒效应的应用；通过生活实例激发同学的学习爱好、求知欲望,培名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载养同学实事求是的科学态度和敢于探究的科学精神,勉励同学善于利用身边的事和物来学习物理,感受物理学和日常生活

7、之间亲密联系,体验“ 生活到处有物 理” ,不断提高科学素养；三、重点难点重点： 机械波的形成过程；知道波的图象的物理意义；懂得波长、频率和波速的物理意义及公式v=f 的含义；波的反射和折射规律；波发生明显衍射现象的条件；产生稳固干涉现象的条件难点： 机械波的形成过程；波的图象与质点振动图象的区分；波线、波面的概念；波发生明显衍射现象的条件；产生稳固干涉现象的条件关键点 抓住重点、分散难点；通过做好每一个试验变抽象为直观、变复杂为单一、变定性为定量；四、策略方法教学理念： 想方法解放同学的脑、眼睛、手、嘴、时间、空间,让同学有充分的时间、自由的空间来动脑摸索、观看分析、体验探究、沟通合作,采纳

8、多 种教学方式, 以实现三维目标的落实, 为同学的进展奠定基础, 为同学的终身发 展负责；详细策略第一节 波的形成和传播 本节争论的是机械波的产生和传播,定性争论波的一些基本特点；机械波的 形成及传播是本节课的重点和难点；同学对波的熟悉和懂得需要一个过程,教学中不行急于求成,应当留意教学方式的挑选；要将老师的讲解变为同学 的亲身体验和试验观看, 帮忙同学运用同学逐步体会和懂得本节学问；例如,本节第一要做好绳波演示试验,并指导同学留意观看绳上每个质点开头运动 时的状态、先后次序以及各点是否随波迁移；在此基础上分析绳波的运动,应留意引导同学体会或得到以下结论：先带后,后跟前,振动形式向后传； 为了

9、让同学体验感悟机械波,增强同学的参加意识,可在课堂上支配同学完 成“ 做一做” 栏目中的活动；可让同学先设计活动方案,然后再进行活动,并留意在活动中准时修改方案；这样的活动既活跃了课堂气氛,又让每个学 生都有了亲身体会；在此基础上,老师再引导探究波的传播过程中的规律；留意运用同学已经有的运动学和动力学学问,分析和争论波的基本特点和规律；名师归纳总结 通过学习,要让同学明确波动与振动的联系和区分；第 3 页,共 8 页其次节波的图象波的图象是本章的教学重点和难点； 教学中要采纳多种教学手段模拟演示各- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载个时

10、刻的波形,如波动箱或多媒体动画课件,以便于帮忙同学在头脑中形成 正确的物理图景,同时提高同学的抽象思维才能；波的图象表现的是各个质点在某一时刻偏离平稳位置的位移；对此,同学在初学时并不简洁懂得,开头时可借助波的图象与某一时刻横波的外形相像,帮忙同学进行懂得；本节难点是波的图象和振动图象的区分；可以运用多媒体课件将各个不同时刻的波形在同一画面中呈现,引导同学熟悉波的时间和空间周期性,熟悉波 的传播方向、某时刻的波形与该时刻各质点的振动方向三者之间的关系；第三节 波长、频率和波速 本节课可以连续使用波动箱模拟演示波源振动一个周期形成的波形,并结合 多媒体动画课件来帮忙同学熟悉波长；教材中给出的波长

11、定义是从相位的角度给的,可以给同学补充波长的以下几种说法：A在横波中,两个相邻波峰（或者波谷）之间的距离等于波长B在纵波中,两个相邻密部（或者疏部）之间的距离等于波长C经过一个周期,振动在介质中传播的距离等于一个波长；经过一个周期 T,振动在介质中传播的距离等于一个波长,从而可以懂得波速的概念： .另外,仍要区分波的传播速度和每个质点的运动速度；第四节 波的衍射和干涉衍射和干涉是波特有的现象, 也是同学后面学习光的衍射的基础,同学往往 感到这部分内容抽象复杂, 不易把握； 教材是依据“ 观看试验现象,归纳特点而 后得出结论” 的次序编写的, 对于波的衍射, 教学的关键仍在于试验的演示、观察和对

12、试验现象的分析； 在波的干涉学习中, 从波的叠加原理到满意相干条件下 的干涉现象, 同学对“ 波是振动形式的传播” 的懂得得到加深,其中波的相干条 件是学习的难点；波的衍射：在教学中要留意制造条件做好试验,并充分利用教科书供应的图片进行讲解；突出试验中观看到的现象,帮忙同学从中归纳出结论；波的衍射试验用水波发生器来完成,要反复演示, 边演示边引导同学对比观察试验现象； 对于波的叠加原理, 教学时可先支配同学争论并猜想两个小球相碰会观看到什么 ,两列波相遇会怎样 .做好绳波试验 ,要求同学观看这两列波相遇前、相遇时和相遇后显现的情形,留意观看波的外形变化,然后组织同学争论并最终 结合课本得出波的

13、叠加原理；在同学懂得波的叠加原理的基础上,进一步说明在特别情形下, 即当两列波的频率相同时,叠加的结果就会显现稳固的“ 干涉图样” ；名师归纳总结 要充分利用试验呈现真实的试验现象,在此基础上用多媒体课件或照片进行第 4 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载逐步深化的分析争论,揭示其特点和产生条件；第五节 多普勒效应 教材内容以蜂鸣器试验引入介绍多普勒效应,让同学充分感受音调的变化；教学过程中也可以给同学供应生活中更加直观的实例,如交通治理中的应用以及医学检查等, 让同学熟悉生活中有关的物理现象,充分呈现物理学的趣味性,

14、调动同学的学习积极性,激发同学学习物理的爱好； 关于多普勒相应的说明,应把握以下几点：a.声源与观看者相对静止,在单位时间内,观看者所接收到的频率大于声源发出的频率；b声源与观看者相对靠近,在单位时间内,观看者所接收到的频率大于声源发出的频率；c. 声源与观看者相对静止,在单位时间内,观看者所接收到的频率大于声源发出的频率；第六节惠更斯原理同学在中学已经学过有关光的反射、折射以及回声的初步学问,在此基础上,进一步加深对波的特性的懂得；本节重点是惠更斯原理, 难点是波面、 波线的概念和用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律来进行说明；本节概念比较抽象, 应通过试验演示和日常生活体会来帮助教学；从对

15、试验现 象的争论中概括出规律, 再用来说明现象和指导实践, 使同学提高学习爱好, 感 受学问的力气；五、教学资源绳波演示试验横波演示器纵波演示器水波衍射试验水波干涉试验蜂鸣器试验以及部分试验过程的视频资料六、课时结构名师归纳总结 第一节波的形成和传播1课时第 5 页,共 8 页其次节波的图象1课时第三节波长、频率和波速2课时第四节波的反射和折射1课时第五节波的衍射1课时第六节波的干涉1课时第七节多普勒效应1课时- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载机械波高考题分类解析河北 裴成明波动问题历来都是高考的热点之一,基本上每年的高考试卷中都要涉

16、及波的问题,其运动形式比较复杂,信息量大,综合性强,对同学懂得和推理才能要求较高 . 本文就 20XX 年高考对波动问题的考查进行归类解析 . 一、对波长的多解的考查例 1、（20XX 年全国卷）一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,振幅为 A. t=0 时,平稳位置在 x=0 处的质元位于 y=0处,且向 y 轴负方向运动；此时,平稳位置在 x=0.15m 处的质元位于 y=A 处. 该波的波长可能等于（）A. 0.60m B. 0.20m C. 0.12m D. 0.086m 解析：由于波沿正方向传播,且 x=0处质点经平稳位置向 y 轴负方向运动,故此时波形图为正弦函数图象,就,当 n=0时

17、, =0.60m ,A 项正确；当 n=1时, =0.12m ,C 项正确；当 n2时,D 项错 . 就此题的正确答案为 AC. 点评：此题只要考查了同学对空间关系的不确定性判定波长的可能性,要求同学能通过渡的空间分布情形找出波长的表达形式,进一步进行争论 . 二、对波的图象的考查例 2、（20XX 年全国卷）一列简谐横波沿 x 轴传播,周期为 T,t=0时刻的波形如图 1所示. 此时平稳位置位于 x 3m 处的质点正在向上运动,如 a、b 两质点平稳位置的坐标分别为,就（）A. 当 a 质点处在波峰时,b 质点恰在波谷B. 时, a质点正在向y 轴负方向运动C. 时, b 质点正在向y 轴负

18、方向运动D. 在某一时刻, a、b 两质点的位移和速度可能相同名师归纳总结 解析：由图可看出波长为4m,t0时刻 x=3m 处的质点向上振动, 可得该波向左传播. 将第 6 页,共 8 页整个波形图向左平移1.5m 时, a 质点到达波峰,此时b 质点正好在平稳位置,与t=0时刻平衡位置在 7m 处的质点振动状态一样,故a 质点到达波峰时,b 质点正在平稳位置并向上振- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 动,A 错；将图象整体向左平移学习必备欢迎下载t=0时刻平稳位置在3.5m1m,即波传播时,a 的振动状态与处的质点振动状态一样,即处在平稳位置上方并向

19、y 轴正方向运动, B 错；将图象整体向左平移 3m,即波传播 时,b 的振动状态与平稳位置在 9.5m 处和 1.5m 的质点振动状态一样,即处在平稳位置上方并向 y 轴负方向运动,C 对； a、b 质点相隔 3m,即相差,速度相同的质点应当在半周期内才会显现,故D 错. 所以此题的正确答案为C. 点评：此题考查同学对波形图规律的懂得. 高考物理以才能测试为主导,考查考生对基础学问、基本技能的把握程度和运用所学学问分析问题的才能,其中懂得才能是解题的关键. 三、对波的图象和振动图象的综合考查例 3、（20XX 年江苏卷） 一列沿着 x 轴正方向传播的横波,在 t=0时刻的波形如图 2甲所示

20、. 图甲中某质点的振动图象如图 2乙所示 . 质点 N 的振幅是 m,振动周期为 s,图乙表示质点（从质点 K 、L、M 、N 中选填）的振动图象 . 该波的波速为 m/s. 解析：（1）从甲、 乙图可看出波长 =2.0m,周期 T=4s,振幅 A=0.8m ；乙图中显示 t=0时刻该质点处于平稳位置向上振动,甲图波形图中,波向x 轴正方向传播,就L 质点正在平稳位置向上振动,波速四、对波速、波长以及频率关系的考查例 4、（20XX 年海南卷）某试验室中悬挂着一弹簧振子和一单摆,弹簧振子的弹簧和小球（球中间有孔）都套在固定的光滑竖直杆上. 某次有感地震中观看到静止的振子开头振动4.0s 后,单

21、摆才开头摇摆 . 此次地震中同一震源产生的地震纵波和横波的波长分别为 10km和5.0km,频率为 1.0Hz. 假设该试验室恰好位于震源的正上方,求震源离试验室的距离 . 解析：地震纵波传播速度为：地震横波传播速度为：名师归纳总结 震源离试验室距离为s,有：第 7 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载,解得：五、对联系实际的问题的考查例 5、（20XX 年重庆卷）某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为 4km/s 和9km/s. 一种简易地震仪由竖直弹簧振子 P 和水平弹簧振子 H 组成（图 3）. 在一次地震中,震

22、源地在地震仪下方,观看到两振子相差 5s 开头振动,就（）A. P 先开头振动,震源距地震仪约 36km B. P 先开头振动,震源距地震仪约 25km C. H 先开头振动,震源距地震仪约 36km D. H 先开头振动,震源距地震仪约 25km 解析：考查地震波有关的学问,此题为中等难度题目. 由于纵波的传播速度快些,所以纵波先到达地震仪处,所以 P 先开头振动 . 设地震仪距震源为 x,就有,解得：x=36km. 就此题的正确答案为 A. 点评：此题为联系实际的题目,考查考生运用波动学问分析问题的才能 . 关注科学技术和社会经济的进展以及社会热点问题,仍旧是高考的热点. 20XX 年高考中同科技实际联系名师归纳总结 的试题频频显现,解题方法仍是中学常见的基本方法. 第 8 页,共 8 页- - - - - - -