波的形成和传播
（说课稿）
雁江区保和中学:李忠骏
一、教材分析：
1.教材所处的地位及前后联系：
《波的形成和传播》是高二物理第十章《机械波》的第一节内容，它研究的是质点的振动在连续介质中传播的过程，由于其运动形式相对复杂、形成过程较抽象。因此，是本章的难点内容之一。因为理解机械波要用到以前学过的运动学和动力学的知识，且是对前半部分机械振动的进一步深化和应用，又为以后学习电磁振荡、电磁波、光波作下铺垫，故这部分内容起着承前启后的作用。通过本节课的教学，对培养学生科学的思维，研究方法，发展学生智力有着特殊的意义。
2.教学目标：
1）知识目标：
①明确机械波的产生条件；
②掌握机械波的形成过程及波的传播过程的特征；明确波传播的是能量和振动形式，而不是质点；
③知道横波、纵波的概念及波峰、波谷、疏部、密部的定义。
2）能力目标：
培养学生抽象思维、观察、推理和综合分析的能力。
3）情感目标： 培养学生用辨证的观点，探究物理过程及其规律，对学生进行唯物主义世界观和科学方法论的教育。
3.教材的重点、难点、疑点和关键点：
（1）重点：机械波的形成过程。
（2）难点：机械波的形成过程。
（3）疑点：机械波在介质中传播时，介质中的质点只是在各自的平衡位置附近振动，并不随波向外迁移。
（4）关键点：建立振动与波的联系。
依据:波的形成是一个动态的过程，细节不容易体现出来，学生不易掌握。
学生的抽象思维、推理和综合分析的能力较差。
二、学情分析及处理对策
通过前面的学习，学生已经具备运动学的基本知识及质点振动的特点和规律，但尚未涉及波的知识。因此，本节课从研究质点的振动出发，去掌握波的形成过程，使学生能顺利地掌握新知识。
通过初中和高一物理的学习，学生已有一定的观察、实验能力，但抽象思维、推理和综合分析的能力较差。因此，本节课通过实验和计算机模拟辅助教学，引导学生分析动态过程，来进一步提高学生这几个方面的能力。
波的形成和传播
一、波的形成和传播
1．形成原因：以绳波为例(如图12-1-1所示)
图12-1-1
(1)可以将绳分成许多小部分，将每一部分看做质点。
(2)在无外来扰动之前，各个质点排列在同一直线上，各个质点所在的位置称为各自的平衡位置。
(3)由于外来的扰动，会引起绳中的某一质点振动，首先振动的这个质点称为波源。
(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力，作为波源的质点就带动周围质点振动，并依次带动邻近质点振动，于是振动就在绳中由近及远地传播。
2．介质
(1)定义：波借以传播的物质。
(2)特点：组成介质的质点之间有相互作用，一个质点的振动会引起相邻质点的振动。
二、横波和纵波
定义
标识性物理量 实物波形
横 波 质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波 (1)波峰：凸起的最高处
(2)波谷：凹下的最低处
纵 波 质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波 (1)密部：质点分布最密的位置
(2)疏部：质点分布最疏的位置
三、机械波
1．定义
机械振动在介质中传播，形成机械波。
2．产生条件
(1)要有机械振动。
(2)要有传播振动的介质。 3．机械波的实质
(1)传播振动这种运动形式。
(2)传递能量的一种方式。依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动来传递波源的能量。
1．机械波的形成
2．波的特点
(1)振幅：像绳波这种一维(只在某个方向上传播)机械波，若不计能量损失，各质点的振幅相同。
(2)周期：各质点振动的周期均与波源的振动周期相同。
(3)步调：离波源越远，质点振动越滞后。
(4)运动：各质点只在各自的平衡位置附近做往复振动，并不随波迁移。
(5)实质：机械波向前传播的是振动这种运动形式，同时也传递能量和信息。
3．振动和波动的区别与联系
振动 波动
区别 研究对象 单个质点在平衡位置附近的往复运动，研究的是单个质点的“个体行为” 振动在介质中的传播，研究的是大量质点将波源振动传播的“群体行为”
高中物理之波的形成和传播知识点
机械波
波，通常指有规律传播着的振动。机械振动的传播形成机械波，电磁振动的传播形成电磁波。
机械振动在介质中的传播形成机械波。
机械波在传播过程中，每一个质点都只做上下（左右）的简谐振动，即，质点本身并不随着机械波的传播而前进。
1机械波产生的条件
（1）波源
（2）介质
2机械波的分类
横波
质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波。横波有凸部（波峰）和凹部（波谷）。
——————————————→X轴
纵波
质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波。纵波有密部和疏部。
——————————————→X轴
注意：气体、液体、固体都能传播纵波，但气体、液体不能传播横波。
3机械波的特点
①机械波传播的是振动形式和能量。质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同。
③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。
4波动图像
表示波的传播方向上，介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源作简谐运动时，它在介质中形成简谐波，其波动图像为正弦或余弦曲线。
由波的图像可获取的信息
①从图像可以直接读出振幅（注意单位）
②从图像可以直接读出波长（注意单位）
③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移（包括大小和方向） ④在波速方向已知（或已知波源方位）时可确定各质点在该时刻的振动方向.
⑤可以确定各质点振动的加速度方向（加速度总是指向平衡位置）
波动图像与振动图像的比较
振动图像 波动图像
研究对象
一个振动质点
沿波传播方向所有的质点
研究内容 一个质点的位移随时间变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律
图像
物理意义 表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移
图像变化 随时间推移，图像延续，但已有形状不变。 随时间推移，图像沿传播方向平移
一个完整曲线占横坐标距离 表示一个周期 表示一个波长
《波的形成》教学设计
一、教材分析
《波的形成》本节课选自人教版选择性必修一中第三章机械波第一节的内容，是在第二章简谐运动和受迫振动的基础上对波的实质进行探究，同时也为第四章光的学习打下了波动性的基础，主要研究机械波的形成过程及传播规律、波的分类，以及机械波的概念。
二、学情分析
高二学生在心理上比较关注生产生活中的应用，对实验具有很大的兴趣，而在知识上，他们已经学习过简谐运动、受迫振动等知识，但是他们的动态思维尚未形成，难以同一时间思考多个质点振动的情况。
三、教学目标
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。
四、教学重、难点
1.重点：认识波的形成过程，区分横波和纵波
2.难点：从动态视角思考波形成的原因
五、教学策略
1.多媒体辅助教学。以PowerPoint为载体，配合图片、视频、F1ash动画直观形象的演示，巧妙地解决了学生学习本节课时空间想象能力差的这一难点。
2.问题驱动教学法。创设问题情境，让学生分组讨论，在熟悉的场景轻松地答题，带着兴趣进入新课的学习。
3.实验探究法。让学生动手演示绳波，团体合作演示“人波”等基本实验，亲身体会波的运动。
4.趣味教学法。引入舞动彩带的小游戏，导入新课。
六、教学准备
多媒体课件，投影仪，彩带，绳子，弹簧，横波演示仪，彩虹圈，展示台。
七、教学过程
1.导入新课，吸引兴趣。引入小游戏，老师展示舞动彩带，并让观看的同学思考——“彩带上为什么会产生翻卷式波浪呢？”
2.创设情境，引入新知。播放红旗在风中抖动、水波荡漾和绳波飞舞等图片。师：“请同学们思考一下：我们生活中常见的这些现象有没有什么共同点呢？”同学们的回答中可能会提到“波”，这时就顺势引出波的定义。师：“这些波形是如何形成的？波的形成又需要哪些条件呢？物理来源于生活，想要解决问题就从生活实例出发。
