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《波的图像》教案一，指导思想与理论依据以核心素养指导，基于学习进阶理论，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面提炼学科育人价值，培养学生物理核心素养。
以学生的学为中心，使学生经历由事实经验映射到科学术语，将科学术语种的物理量关联到物理概念，在核心概念的统领下，整合跨学科的概念体系。
二，教学内容分析教学内容将从“物理观念”“科学思维”两个方面入手培养物理学科核心素养。
物理观念：通过分析机械波传播过程中波的图像随时间的变化关系，培养学生从相互作用与运动的角度去分析物理问题，通过分析波动图像中各个质点的振动能量培养学生的能量观三，学情分析在学习《波的图像》之前，在上一章学生已经学习了机械振动的知识，能够以x-t图像为工具去分析机械振动的相关问题，在上一节课，已经学习了《机械波的形成与传播》，对波的形成与传播已经形成了初步的理解，由于质点之间的相互作用，前面的质点依次带动后面的质点振动，波源质点的振动状态就传播出去了。
因此学生已经具有了学习机械波的知识基础，但是如何从波的形状构建波的图像的物理模型，这是学生思维生长的薄弱之处。
机械振动的x-t图像的知识一方面能够帮助学生从波的图像中分析物理量的信息，另一方面也容易造成思维定势，因此在教学重既要强调两种图像的区别，也要搭建二者之间的联系。
四，教学目标1.通过从横波的形状，描绘各个质点的位移矢量，构建波的图像，理解波的图像的物理意义。
2. 知道随着时间的推移波的图像沿着传播方向平移，而各个质点只在平衡位置附近往复运动，不随波迁移。
3.通过观察与分析波的图像，从图像中获取某时刻，各个质点振动的振幅，位移，回复力，加速度，振动势能，动能，振动速率等物理量的信息。
4.通过比较质点的振动图像与波的图像，理解二者之间的区别。
五，教学重难点分析与应对策略教学重点在于构建波的图像这一物理模型，并认识到波的形状与波的图像之间的区别。
应对策略为从横波的形状，描绘各个质点的位移矢量，构建波的图像，理解波的图像是一种数学函数图像，它的长短高低与坐标尺度的选取有关，而波的形状是客观存在，不会因坐标尺度的选取而改变。
学案3波的图像[目标定位] 1.知道什么是波的图像，知道图像中纵、横坐标各表示什么物理量，能说出图像中蕴含的信息.2.能区分振动图像和波动图像.3.依据某一时刻的波的图像和波的传播方向，能画出下一时刻和前一时刻的波的图像，并能指出图像中各个质点在该时刻的振动方向．一、波的图像[问题设计]取一条较长的软绳，一同学用手握住一端拉平后上下抖动，另一同学手持数码相机按下快门，想象一下，照片上绳子的像有什么特点？答案照片上绳子的像类似正弦曲线．[要点提炼]1．波的图像的画法(1)建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向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．(2)正方向的选取：选取质点振动的某一个方向为y轴正方向，x轴一般取向右为正方向．(3)描点：把某一时刻全部质点的位移画在坐标系里．(4)连线：用一条平滑的线把各点连接起来就是这个时刻的波的图像．如图1所示．图12．图像的特点(1)横波的图像外形与波形图相像，所以波的图像也称为波形图．(2)波的图像的周期性：质点振动的位移做周期性变化，即波的图像也做周期性变化，经过一个周期，波的图像复原一次．(3)波传播方向的双向性：假如只知道波沿x轴传播，则有可能向x轴正向或x轴负向传播．3．图像的物理意义波的图像描述的是同一时刻，沿波传播方向的各个质点离开平衡位置的位移．二、质点的振动方向与波传播方向的关系已知波的传播方向，可以推断各质点的振动方向，反之亦然．推断方法一：带动法后面质点依次重复前面质点的振动．推断方法二：上、下坡法如图2所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如D、E、F；“下坡”的质点向上振动，如A、B、C.图2推断方法三：同侧法如图3所示，波形图上表示传播方向和振动方向的箭头在图像同侧．图3三、振动图像和波动图像的比较[问题设计]振动图像和波动图像从外形上看都是正弦曲线，你能说出它们的物理意义有什么不同吗？答案振动图像表示介质中某一质点在各个时刻的位移，而波动图像表示介质中的各个质点在某一时刻的位移．波动图像可以比方为在某一时刻各个质点的一幅“照片”，而振动图像可以比方为一个质点在一段时间内的一段“录相”．[要点提炼]振动图像和波动图像的比较图像表示某个质点在各个时刻的位图像表示介质中各个质点在某一时刻的1.辨别波动图像与振动图像时要看图像的横坐标是时间t还是位移x.2．简谐波中的全部质点都做简谐运动，它们的振幅、周期均相同．3．求解两种图像结合问题的技巧是要从一种图像中找到某一质点的振动信息，再依据该质点的振动信息、题设条件和相应的物理规律推知另一种图像及相关状况．一、对波的图像的理解例1如图4所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在某个时刻的波形图，由图像可知()图4A．质点b此时位移为零B．质点b此时向－y方向运动C．质点d的振幅是2 cmD．质点a再经过T2通过的路程是4 cm，偏离平衡位置的位移是4 cm解析由波形图知，质点b在平衡位置，所以，其位移此时为零，选项A正确；因波沿x轴正方向传播，波源在左侧，由质点振动方向与波的传播方向的关系可知质点b此时向＋y方向运动，选项B错误；简谐波在传播过程中，介质中各质点的振幅相同，所以质点d的振幅是2 cm，选项C正确；再经过T2的时间，质点a将运动到负向最大位移处，故选项D错误．答案AC二、质点的振动方向与波传播方向的关系例2简谐横波某时刻的波形图如图5所示．由此可知：图5(1)若质点a向下运动，则波向什么方向传播？(2)若质点b向上运动，则波向什么方向传播？(3)若波从右向左传播，则质点c向什么方向运动？解析解法一：同侧法(1)先在a质点上标出向下的振动方向，如图，依据“同侧法”，波的传播方向肯定向左．(2)先在b质点上标出向上的振动方向，再依据“同侧法”，则波向右传播．(3)先在c质点上标出波的传播方向(向左)，依据“同侧法”，可知c质点振动方向肯定向上．解法二：上、下坡法(1)若a向下运动，则a处于“上坡”，故波向左传播；(2)若b向上运动，则b处于“下坡”，故波向右传播；(3)若波从右向左传播，则c处于“下坡”，故c质点振动方向向上．答案(1)向左(2)向右(3)向上。
教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第二章机械波第3节波的图像教学案教科版选修3_4撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________对应学生用书P23[自读教材·抓基础]1．横波图像的特点简谐波的波形为正弦曲线。
2．横波图像的物理意义描述了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置。
3．画横波图像的一般步骤(1)建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向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。
(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值。
(3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里。
(4)连线：用平滑曲线把坐标系中各质点的位移坐标点连接起来就是这时的横波的图像。
[跟随名师·解疑难]1．横波图像的理解(1)横波的图像是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。
可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。
(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等。
2．横波图像的周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。
质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。
经过一个周期，波的图像复原一次。
3．横波传播的双向性如果只知道波沿x轴传播，则有可能沿x轴正向传播，也有可能沿x轴负向传播，具有双向性。
4．横波图像的两种画法根据某时刻的波形图画出另一时刻波形图的方法：(1)特殊点法：取正弦波上的五个特殊点(三个平衡位置点，一个波峰点，一个波谷点)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断Δt后各点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图。
适用于Δt＝n的情形。
(2)平移法：将原图像沿x轴方向即波传播的方向平移。
根据波速和给定的时间，利用Δx＝vΔt，求出沿波的传播方向上移动的位移，将波进行平移。
波的图像【教学目标】一．知识与技能1．明确波的图象的物理意义；2．从波的图象中会求：①波长和波幅；②已知波的传播方向求各个质点的振动方向，或已知某质点的振动方向确定波的传播方向；③会画出经过一段时间后的波形图；④质点通过的路程和位移。
3．明确振动图象与波动图象的区别；4．掌握波的时间周期性和空间周期性的特点。
二．过程与方法1.通过多媒体技术观察波的图像的一些现象，培养学生初步观察的能力；2.能将所学知识运用到生活中，了解物理与生活的密切联系。
三．情感态度价值观1.激发学生的学习兴趣和求知欲；2.提高学生的抽象思维能力；3.培养学生将所学物理知识运用到生活实践中的能力。
【教学重难点】教学重点：1.理解波的图象的意义；2.能用波的图象解决一些实际问题。
教学难点：根据波的图象如何解决实验问题。
置连成一条曲线，就得到某一时刻的波的图象。
二．振动方向与波的传播方向的关系通过具体的实例讲解二者之间的关系：【例题1】一列横波在某一时刻的波形图如图10-1所示。
若此时刻质点a的振动方向向下，则波向什么方向传播？分析：取和a相邻的两个点b、c。
若a点此时刻向下振动，则b点应是带动a点振动的，c点应是在a点带动下振动的。
所以b点先振动，其次是a、c两点。
因此，波是向左传播的。
【例题2】如图10-1所示，若波向右传播，此时刻d点向什么方向运动？分析：取和d点相邻的一个点e，由于波向右传播，所以d点应该比e点先振动起来，e点是在d点带动下振动起来的，所以d点此时刻应该向下振动。
通过对具体的例子分析、讲解，让学生学会运用物理知识处理问题、分析问题。
三．波的图像变化情况重点讲描点作图法，用例题讲解：例题3】某一简谐波在t=0时刻的波形图如图10-2中的实线所示。
若波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图象。
分析：根据t=o时刻波的图象及传播方向，可知此时刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确定出经T/4后各个质点所在的位置，将这些点所在位置用平滑曲线连接起来，便可得到经T/4后时刻的波的图象。
第3节波_的_图_像1.波的图像描述的是在波动中，一系列质点在同一时刻相对于平衡位置的位移图像。
2．由波的图像可以直接得出各质点振动的振幅、波长，该时刻各质点振动的位移及加速度方向。
3．知道波的传播方向，可以判断各质点在某时刻的振动(速度)方向；知道各质点在同一时刻的振动方向，也可判断出波的传播方向。
对应学生用书P23[自读教材·抓基础]1．横波图像的特点简谐波的波形为正弦曲线。
2．横波图像的物理意义描述了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的位置。
3．画横波图像的一般步骤(1)建立坐标系：用横坐标x表示在波的传播方向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。
(2)选取正方向：规定位移的方向向上为正值，向下为负值。
(3)描点：把某一时刻所有质点的位移画在坐标系里。
(4)连线：用平滑曲线把坐标系中各质点的位移坐标点连接起来就是这时的横波的图像。
[跟随名师·解疑难]1．横波图像的理解(1)横波的图像是某一时刻介质中各个质点偏离平衡位置的位移情况。
可以将波的图像比喻为某一时刻对所有质点拍摄下的“集体照”。
(2)简谐波的图像是正(余)弦曲线，是最简单的一种波，各个质点振动的最大位移都相等。
2．横波图像的周期性在波的传播过程中，各质点都在各自的平衡位置附近振动，不同时刻质点的位移不同，则不同时刻波的图像不同。
质点的振动位移做周期性变化，则波的图像也做周期性变化。
经过一个周期，波的图像复原一次。
3．横波传播的双向性如果只知道波沿x 轴传播，则有可能沿x 轴正向传播，也有可能沿x 轴负向传播，具有双向性。
4．横波图像的两种画法根据某时刻的波形图画出另一时刻波形图的方法：(1)特殊点法：取正弦波上的五个特殊点(三个平衡位置点，一个波峰点，一个波谷点)，先根据波传播的方向确定它们的振动方向，再判断Δt 后各点运动到什么位置，最后连成曲线，即为另一时刻的波形图。
适用于Δt ＝n T4的情形。
二、波的图像教学目标1．明白得波的图像的意义．明白波的图像的横、纵坐标各表示什么物理量，明白什么是简谐波2．能在简谐波的图像中指出波长和质点振动的振幅3．已知某一时刻某简谐波的图像和波的传播方向，能画出下一时刻的波的图像，并能指出图像中各个质点在该时刻的振动方向重点难点重点：波的图像的意义和应用难点：对波的图像的明白得及跟振动图像的区别设计思想波的图像是本章的教学重点和难点。
教学中应依如实际情形，采纳多种教学手腕，如通过波动箱或利用多媒体动画课件模拟演示各个时刻的波形，帮忙学生在头脑中形成正确的物理图景。
以横波为例说明波的图像的物理意义，通过这一进程提高学生的抽象思维能力。
教科书重点讲波的图像表现的是各个质点在某一时刻偏离平稳位置的位移。
对此，学生在初学时并非容易明白得，开始时可借助波的图像与某时刻横波的形状相似，帮忙学生进行明白得。
要让学生弄清波的图像中横、纵坐标各表示什么物理量，能在图中指出各质点的位移和质点振动的振幅。
教学资源《波的图像》多媒体课件教学设计【课堂引入】图像是描述物理进程、物理现象和反映物理规律的一种简单、直观的方式．如已学习过的物体的运动图像，简谐运动的图像等．一样波动的情形也能够用图像直观地表示出来．【课堂学习】学习活动一：波的图像【演示】用波动演示仪给出波动进程中介质中各个振动质点在某些时刻所在的位置，然后定格在某一名置（对应于某一时刻）．用横坐标x表示在波的传播方向上各个质点的平稳位置，纵坐标y表示某一时刻各个质点偏离平稳位置的位移，并规定在横波中位移方向向上时为正值，位移方向向下时为负值．把各个质点在某一时刻所在位置连成曲线，就取得该时刻的波的图像．问题1：什么是波的图像？在波的传播方向上，介质中各振动的质点在某一时刻的波形．波的图像也称波形图或波形曲线．（注意：波的图像只是在横波的情形下能直观地表示出某一时刻的波形．在纵波中，若是规定质点相对平稳位置的位移方向与波的传播方向相同时取正值．相反时取负值．（将质点的实际位移转过90°表示在图上）能够一样画出纵波的图像．）问题2：什么是简谐波？（1）简谐运动在介质中传播形成简谐波（2）简谐波的图像是正弦曲线（3）简谐波是一种最大体、最简单的波问题3：波的图像的意义？（1）波的图像表示某一时刻各个质点相关于平稳位置的位移（2）介质中质点的振动方向与波的传播方向的关系（3）波的图像（随时刻）的转变情形作图法（1）描点作图法例题1：某一简谐横波在t＝0时刻的波形图如图的实线所示．假设波向右传播，画出T/4后和T/4前两个时刻的波的图像．解析：依照t＝0时刻波的图像及传播方向，可知现在刻A、B、C、D、E、F各质点在该时刻的振动方向，由各个质点的振动方向可确信出经T/4后时刻各个质点所在的位置，将这些点所在位置用滑腻曲线连接起来，即可取得经T/4后时刻的波的图像．如图中的虚线（a）所示．一样道理，各个质点的振动方向可确信出T/4前时刻各个质点所在位置，于是即可取得T／4前时刻的波的图像．如图中虚线（b）所示．假设波向左传播，一样道理能够画出从t＝0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图像．（2）图像平移作图法由图咱们能够明白，在质点振动的一个周期内，波向前传播一个完整的波形的距离，即传播的距离x＝12m，因此在T/4内，波向前传播了3m．依照波的传播进程和传播的实质，假设波向右传播，把波的原有图形向右移动3m的距离，就取得了T/4后时刻的波形图．假设波向左传播，一样道理能够画出从t＝0时刻开始的T/4后和T/4前两个时刻的波的图像．在两种方式中以平移作图法较为简便．波的图像每通过一个周期的时刻又答复到原先的波形．问题4：从波的图像上可获取的物理信息？例题2：如图3所示为一列简谐波在某一时刻的波的图像求：(1)该波的振幅和波长。
