机械波的描述
一、教学任务分析
机械波的描述是在学习了匀速圆周运动、机械振动和机械波以后，对机械运动的进一步学习，关于波的概念也是今后学习交流电、电磁波等内容的基础。
学习机械波的描述需要匀速圆周运动、机械振动和机械波以及匀速直线运动的知识为基础。
通过有关“波”的录像揭示波在现实生活中的应用，激发学生的学习兴趣，同时也引出如何描述波的课题。
通过绳波演示和相应多媒体课件的演示，揭示机械波的产生过程，在此基础上引人机械波的图像。
联系匀速圆周运动、机械振动等周期性运动，通过DIS实验（或演示多媒体课件），从分析、比较波形图中波形的分布和重复，归纳得出波速、波长、频率等概念；根据机械波传播的特点，联系匀速直线运动的的规律，得出波速、波长、频率三者之间的的关系：v =λf。
通过课内学习训练巩固对波速、波长、频率的关系的理解。
本节课的教学要鼓励学生主动参与，在概念形成过程中，让学生感受到分析、比较、归纳、演绎等科学方法的应用，感悟观察、实验对形成概念和发现规律的重要作用。 二、教学目标
1、知识与技能
（1）理解机械波的图像。
（2）知道描述机械波的物理量波速、波长、频率和周期。 （3）理解波速、波长、频率的关系。 2、过程与方法
（1）通过对波形图的认知过程，明白正确的观察在建立概念过程中的重要作用。 （2）通过对波速、波长、频率的关系探究过程，感受根据实验事实进行分析、比较和归纳是探究物理规律的重要方法之一。
3、情感、态度与价值观
（1）通过对有关“波”的录像的观察，感悟物理源于生活，从而重视对生活中物理现象的观察。
（2）通过对绳波的观察、探索，并由此得出波速、波长、频率的关系，感悟物理学是一门以实验为基础的科学，从而认真观察演示实验，自觉进行物理实验。 三、教学重点和难点
重点：波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。 难点：机械波的图像。 四、教学资源
1、器材：DIS实验设备、长绳。
2、录像：“泰坦尼克”号被冰山撞沉、海洋渔业勘测等。 3、课件：机械波的形成。 五、教学设计思路
本设计的内容包括两个部分：一是机械波的图像；二是波速、波长、频率的概念以及三者之间的关系。
本设计的基本思路是：以DIS实验、多媒体课件演示为基础，通过观察机械波形成过程引人波形图，然后从分析、比较波形图中波形的分布和重复，归纳得出波速、波长、频率等概念；根据机械波传播的特点，联系匀速直线运动的的规律，得出波速、波长、频率三者之间的的关系：v =λf。
本设计要突出的重点是：波速、波长、频率的概念及三者之间的关系。方法是：利用多媒体课件演示绳波的产生过程，引导、组织学生进行讨论、交流，通过分析、比较，归纳出描述机械波的物理量 ——波速、波长、频率，然后让学生通过DIS实验（或演示实验、课件）探究波速、波长、频率的关系，再运用图像法等处理数据的手段归纳出波速、波长、频率的定量关系。
本设计要突破的难点是：机械波的图像。方法是：通过绳波产生的实验演示、多媒体课件对机械波产生过程的动态过程和瞬态的模拟展示，让学生在观察的基础上，通过分组讨论、交流，通过分析、比较，建立波形图的概念。
对部分有兴趣的学生还可提供有关多普勒效应方面的学习指导。教师可根据学校和学生的具体情况，由部分有兴趣的学生以小组形式进行课外拓展探究，教师应在背景资料搜集、探究目标制定、研究方法选择等方面发挥指导作用，注意不要因此加重学生的负担。
本设计首先通过对录像的观察，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 录像，设问
录像“泰坦尼克”号被撞沉、海洋渔业勘测等。
通过录像揭示有关“波”在现实生活中应用的信息，从人文教育的角度激发学生的学习兴趣，同时也使学生对“从生活到物理”产生深刻印象。 活动I 演示实验，课件演示
包括绳波实验和课件演示两部分。
通过绳波的演示，再应用课件演示揭示机械波的产生过程，在此基础上引人机械波的图像。教学时注意学生的观察力的培养，并对学生的观察给予激励性评价。 活动II DIS实验
为DIS实验探究活动（也可以用传统演示实验或课件代替。）。
通过DIS实验（或传统演示实验、课件演示）探究活动培养学生的科学探究能力，并在此基础上引人机械波波速、波长、频率的关系：v =λf。 活动III 学习训练
波速、波长、频率 的关系 活动III 学习训练 *情景II 拓展联想 情景I 录像 设问 活动I 实验演示 课件演示 活动II 机械波 DIS实验 通过课内学习训练巩固对波速、波长、频率的关系的的理解。 *情景II 拓展联想
有关多普勒效应的录像资料或课件。
这部分内容属于拓展型课程的选学内容，对部分有兴趣的学生提供探究的课题。 3、教学主要环节
本本设计可分为四个教学环节。
第一环节，通过情景导入、演示实验和多媒体课件演示，建立波的图像的概念。 第二环节，根据实验和多媒体演示，通过交流、讨论，建立波速、波长、频率的概念，进而导出三者之间的的关系。
第三环节，通过学习训练帮助学生正确理解波速、波长、频率的关系。 * 第四环节，通过有关多普勒效应的录像，对部分有兴趣的学生提供探究的课题。 七、教案示例（教学实录）
执教：奉贤区景秀高中 宋佩红 赵娣霞
教 学 过 程 一、录像导入： 学生活动：观看“泰坦尼克”沉船片段。 教师：这是一个历史上的悲剧，同学们说一说如果在现代的话，这样的悲剧能不能避免呢？若可以又如何去避免呢？ 学生跃跃欲试，通过自己查找的资料，让学生发表自己见解。很多同学提到可以用激光探测，或者其它的探测仪探测船的前面有没有障碍物。 教师：同学们的思维很活跃，回答也很精彩，这些探测仪其 实都利用了波，人们是如何利用波工作的呢？这节课我们一起来 探讨吧。 二、实验探究和课件演示 点 评 通过课前布置的查找资料以及上课时的冰山沉船事件的观看，激发学生的探求欲望，同时培养了学生的社会责任感。 虽然学生有很多的经验，演示：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。 学生：随着手的上下抖动，绳上有凹凸波形向前传播。 教师：观察，思考这列拨是如何产生和传播的？ 学生思考后，小组充分讨论，一位学生代表发言。 教师：机械波形是怎样的？ 但到了课堂上还是要给予机会再次体验，落实“以物讲理”的教学方式。 给予学生充分的交流发言的机会，“大家谈”的课件演示：演示一列绳波 探讨方式。 要求学生画出某一时刻看到的机械波的形状并展示几位同学的图像。 （使用课件“机械波的描述.swf”说明） 如果我们在波源开始振动后的某一时刻对其拍一张照片，就能得到该时刻的机械波的形状。 如果在这个波形上再添上坐标系： 横坐标 x ：波上各质点的平衡位置。 纵坐标 y ：表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。这样就组成了该时刻的机械波的图像，简称波形图。 （使用课件“简谐振动（分析）.exe”说明） 波形图与振动图像的相似之处及区别：（启发学生一起找） 相似处 ： 简谐波的波形图 与 简谐振动的振动图像 都是正弦曲线。 区别： 水平坐标轴： 质点数量： 时间： 波形图 振动图像 多媒体的演示可以动。 由接受式学习转变为主动获取式学习，通过创设物理情景，制造悬念，通过引导、启发、讨论从而进行探究，建立正确的波及相关的物理概念。学生某时刻，随时间一段时间，随时x 无数个 1个 t
物理：第二章《机械波》教案(2)(沪科版选修3-4)
