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惠更斯原理及其应用-粤教版选修3-4教案一、教学目标1.了解惠更斯原理的定义及其运用；2.理解和掌握惠更斯原理在波的反射、衍射和干涉中的应用；3.能够通过练习题和实验操作，巩固和加深对惠更斯原理的理解和应用。
二、教学重点1.惠更斯原理的定义和运用；2.惠更斯原理在波的反射、衍射和干涉中的应用。
三、教学难点惠更斯原理在波的干涉现象中的应用。
四、教学过程1.引入教师通过幻灯片展示波的反射、衍射和干涉的现象，并让学生观察并回答相关问题。
2. 基本概念1.波：具有传播能力的物理量；2.波前：在同一时刻，所有相位相同的点的连线形成的面；3.波源：产生波的物体或现象。
3. 惠更斯原理1.定义：每个时刻，波源的每一个点都可以看做是一个次波源，次波源发出的是相同频率、相同相位的光波，在波前上任意一点P上的振动都是所有次波源对P 上的振动的叠加；2.波阵面：波前上每一个点都是一个次波源，当这些次波源的振动叠加后，就会形成一个新的波阵面。
4. 波的反射1.波在介质之间传播时，当遇到边界时，会发生反射；2.反射波的波阵面与入射波的波阵面相切且法线方向相反。
5. 波的衍射1.波通过一个狭缝时，它可以绕过狭缝，沿着狭缝边缘的光程差会造成干涉，形成一个新的波阵面；2.狭缝宽度的大小和波长的比值越大，衍射效果越明显。
6. 波的干涉1.两束不同波源发出的相干光，分别射入半透明镜片，再由半透明镜片反射出去，在屏幕上相遇，形成干涉图案；2.干涉是波动特有的现象，只有在光程差小于波长的条件下才能形成明暗相间的干涉条纹。
7. 实践操作学生基于该理论和相关实验，完成课堂实验操作和相关练习题。
五、教学反思通过本次教学，学生可以更好地理解惠更斯原理及其应用，增强了对波动理论的认识和学习兴趣。
教师应根据学生的实际情况和认知能力，灵活调整教学方法和方式，确保教学效果和质量。
2019-2020年高中物理《惠更斯原理及其应用》教案粤教版选修3-4教学目的1．知道什么是惠更斯原理．2．知道波传播到两种介质交界面时，同时会发生反射和折射．3．知道波发生反射现象时，反射角等于入射角．4．知道反射波的频率、波速和波长与入射波相同．5．知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同．6．理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同．7．掌握入射角与折射角关系： sini/sinγ＝v1/v2．教具水波槽，观察反射与折射现象用的木板与玻璃砖，投影仪教学过程●引入新课前几节课我们学习了机械波的形成过程以及机械波的描述方法，今后几节课我们将要学习波的一些特有现象．波的反射和折射，波的衍射，波的干涉．这些现象是波动形式的共同特征，也是学好以后知识的基础．【板书】第三节惠更斯原理及其应用●进行新课【板书】一、惠更斯原理【板书】二、波的反射思考讨论并回答：同学们在日常生活中看到或听到的哪些现象是属于波的反射现象？1．回声是声波的反射现象．原因是对着山崖或高墙说话，声波传到山崖或高墙时，会被反射回来继续传播．2．夏日的雷声轰鸣不绝．原因是声波在云层界面多次反射．3．在空房间里讲话感觉声音响．原因是：声波在普通房间里遇到墙壁，地面，天花板发生反射时，由于距离近，原声与回声几乎同时到达人耳．人耳只能分开相差0.1s以上的声音．所以，人在房间里讲话感觉声音比在野外大，而普通房间里的慢帐、地毯、衣物等会吸收声波，会影响室内的声响效果．4．水波传到岸边也会发生反射现象．下面我们通过水波的反射来研究波的反射特点．【演示】在水波槽的装置中，把一根金属丝固定在振动片上，当金属片振动时，金属丝周期性的触动水面，形成波源，在水面上从波源发出一列圆形波．将实验现象用投影仪投影在屏幕上．实验现象：(1)水面上形成一列圆形波．(2)画面上的圆形是朝各个方向传播的波峰波谷．观察反射现象：在水波槽中放一块长木板，会看到从波源发出的圆形波，遇到长木板后，有一列圆形波从长木板反射回来．【板书】波的反射是波遇到障碍物会返回来继续传播的现象．入射角：入射波的波线与平面法线的夹角，用字母i表示．反射角：反射波的波线与平面法线的夹角，用字母i＇表示由实验得出：【板书】反射规律(1)入射线、法线、反射线在同一平面内，入射角等于反射角．(2)反射波的波长、频率、波速都跟入射波相同．【板书】波的折射【演示】在水槽的一部分底面上放一块厚玻璃板，使槽分为深水区和浅水区两个区域，(水波在这两个区域中传播速度不同，因而可以把这两个区域看作是不同的介质)，让水波从深水区射到两个区域的分界面上，并用投影仪将演示现象投影到屏幕上．同学们可以看到波由深水区进入浅水区继续传播，但是改变了传播方向．【板书】波的折射：波从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象叫做波的折射．折射角：折射波的波线与界面法线的夹角，用字母r表示．从图中可以看出，折射时波改变了传播方向，同时波速与波长也发生了改变，而波的频率不变．从图中还可看出，波在第一种介质中通过的距离A＇E与在同一时间内波在第二种介质中通过的距离AF之比，等于波在第一种介质中的速度v1与波在第二种介质中的速度v2之比．又 A＇E＝AEsini AF＝AEsinr【板书】折射定律：入射角的正弦与折射角的正弦之比等于波在第一种介质中的速度与波在第二中介质中的速度之比．可以看出：当v1＞v2时，i＞r，折射线折向法线当v1＜v2时，i＜r，折射线折离法线●巩固练习1．初中学过光的反射和折射，与今天学习的机械波的反射和折射有哪些相同点和不同点？光是否也应该是一种波？2．你是否还能举一些波的反射和折射现象的实例？北京的回音壁是什么原理？●作业1．复习本节课文．2．教材练习三第(1)、(2)题．参考题1．人要把原声与回声区分出来，则障碍物离人至少多远？(已知声音在空气中的传播速度 340m/s)米，当甲开了一枪后，乙在ts后听到第一声枪响，则在什么时候第二声枪响才传到乙？[ ] 3．某一物体发出声音在空气中的波长为1m，波速不小于340 m/s，在海水中的波长为4.5m，在海面上发出的声音经0.5s听到回声，则该海水深为________m．4．海岸边虽然凹凸不平，但同一个海浪几乎同时到达海岸边，为什么？5．水波以一定的入射角由浅水区射入深水区，折射线是折向法线还是折离法线？说明1．大纲中对本节内容的教学要求属于A层次．讲解本节内容应注意配合相应的演示实验，让学生通过观察现象得出结论，还可以多举实例帮助学生认识．不要在理论上进行太多分析．2．声波是常见的机械波，但在新的大纲和教材中并不设专题讲述声学知识，而是多以有关的声现象作为例子进行分析和说明，这样也与学生的生活实际相联系．3．初中学过的光的反射和折射跟这里机械波的反射和折射类似，引导学生思考光是否也是一种波，为以后的学习设下伏笔．2019-2020年高中物理《抛体运动的规律》说课材料新人教版必修2【整体设计】抛体运动是自然界常见的运动形式，本节先提出抛体运动以及平抛运动的概念，然后利用上一节研究蜡块运动使用到的方法研究平抛运动的的规律，即从抛体的位置、抛体的轨迹、抛体的速度三个方面探究抛体运动的规律.抛体运动（重点是平抛运动）是学生第一次应用运动的分解和合成的方法分析曲线运动的规律.对掌握研究平抛运动的方法有一定的难度，这种方法在“力的合成与分解”、“运动的合成与分解”的学习中学生已有基础，并且学生已有直线运动知识准备及牛顿第一定律、第二定律作为基础，是可以接受和深入理解用两个运动的合成的方法讨论平抛运动，实现知识的迁移.在教学中应让学生主动尝试应用这种方法来解决平抛物体运动规律这个新问题.为了让学生能顺利地掌握研究平抛运动的方法，在教师的引导下，通过日常生活中平抛运动的现象与生产、生活的联系，使学生更深入理解运动的规律.平抛运动规律的推导要从牛顿第二定律出发，先分析水平方向受力如何、竖直方向受力如何，再讲水平方向的匀速直线运动、竖直方向的自由落体运动.这是因为在力学里，根据受力确定物体的运动规律，是一个基本方法.这是教材与过去教材的不同.实际教学中要注意引导学生独立利用已有概念探索新知识，发展创造思维和独立学习能力.教学重点：1.平抛运动、抛体运动的特点和规律2.用平抛运动、抛体运动规律去解答有关问题重点教学难点：1.让学生能根据运动合成与分解的方法探究出平抛运动和斜抛运动的一般规律.2.学习和借鉴本节课的研究方法解决实际问题.时间安排：1课时教学资源：1、自制多媒体课件；2、各种相关视频片断【三维目标】知识与技能1.会用运动的合成与分解的方法分析平抛运动.2.知道平抛运动可以看成水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动.并且这两个运动互不影响具有独立性.3.能应用平抛运动的规律交流讨论并解决实际问题.在得出平抛运动规律的基础上进而分析斜抛运动.分析斜抛运动不在具体规律，而在方法.过程与方法1.学生能通过对生活事例的分析得出平抛运动的定义.2.体会平抛运动规律的探究过程，体会运动的合成和分解在探究平抛运动规律中的应用3.平抛运动的研究方法——可以用两个简单的直线运动来等效替代.利用已知的直线运动的规律来研究复杂的曲线运动，渗透物理学等效代换的思想.4.掌握平抛运动的研究方法的基础上自主探究斜抛运动.情感态度与价值观1.培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、勇于探索的精神.2.培养学生将所学知识应用于实践的意识和勇气，主动探究实现知识迁移【教学过程】［导入新课］大屏幕播放柯受良飞越黄河天堑壶口瀑布的视频片断，激发学生学习的热情，并通过学生的认真观察，提出问题思考，柯受良要想飞越成功，事先必须做好怎样的准备呢？学生分组讨论，交流感想.教师引导，柯受良的精彩表演来自于他的自信和实力，更来自于事先的准备工作，比如对飞跃宽度、高度、速度的测量和预测，如果没有这些细致的工作，就没有这辉煌的一刻.而他这些工作都与我们的抛体运动有关，今天我们就来学习抛体运动的规律，来研究飞黄过程中包含的丰富的物理知识.［推进新课］情景再现：播放多媒体课件视频.生活中物体的运动是丰富多彩的，大家认真观察下面的这些运动有什么共同的特征.学生认真观察并思考，探讨交流画面中运动物体的共同特征.并总结：上述画面中物体的运动具有一个共同的特征，都是将物体以一定的速度抛出.自主归纳1：在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，它的运动叫做抛体运动.通过实例分析，理解抛体运动的条件.增强学生的感性认识，激发学习物理的兴趣.教师引导：展示抛出速度方向水平的各种运动形式，引导学生总结平抛运动的特点.自主归纳2：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫做平抛运动.物体做平抛运动有两个条件：○1有水平初速度○2运动过程中只受重力 .思维拓展：请同学们想一想，平时生活中你见过平抛运动吗？举例说明我们这节课重点研究平抛运动的规律，所用的方法就是上节研究蜡块运动的方法.一、抛体的位置：情景设置：研究初速度为v0的平抛运动的位置随时间变化的规律.并展示次运动情景的模拟动画.教师设疑：还能象描述匀变速直线运动那样，用一维坐标来描述平抛物体的运动位置吗？学生讨论：不能，由于抛体运动是曲线运动，至少要用二维坐标才能描述平抛物体的运动.思维追踪：竖直方向受什么力，有没有加速度，有没有初速度？水平方向受什么力，有没有加速度，有没有初速度？教师引导：引导学生阅读教材，独立推导抛体运动的位置坐标.为了便于研究，推导时考虑以下问题：1、应该沿什么方向建立坐标系？2、应以哪个位置作为坐标原点？主动探究：在练习本上建立平面直角坐标系，推导t时刻小球在水平方向和竖直方向上的位置坐标x、y.方法指导：为了研究问题的方便，应该沿水平向右和竖直向下建立坐标系，并取小球刚被水平抛出的瞬间作为坐标原点.教师巡回指导，掌握学生的推导过程.投影学生的推导过程，引导学生分析、点评.通过学生推导分析，提高学生分析解决问题的能力.通过推导，体会成功的喜悦.为进一步研究轨迹方程做好准备.二、抛体的轨迹：提出问题：大屏幕投影探究案例1，讨论以速度v水平抛出的物体的运动轨迹.引导学生独立思考，独立寻找求解轨迹的方法.自主探究：在练习本上建立平面直角坐标系，利用上面推导出的位置坐标x、y的表达式，消去时间t，得到轨迹方程，即x与y的关系式.培养学生运用数学知识分析解决物理问题的能力.教师指导：巡回指导，掌握学生的推导过程.投影学生的推导过程，引导学生分析、点评. 从轨迹方程可以看出，其轨迹为抛物线.情景展示：投影投篮、大炮射击等斜抛情景激发学生的思维.思维拓展:提出问题,如果将物体斜向上或斜向下抛出，物体的运动轨迹是怎样的呢？学生活动：在练习本上建立平面直角坐标系，利用上面推导平抛运动轨迹的方法，推导斜抛物体的轨迹方程教师活动：巡回指导，掌握学生的推导过程.投影学生的推导过程，引导学生分析、点评.从轨迹方程可以看出，其轨迹仍为抛物线.课件演示：喷出的水作斜抛运动.增加学生感性认识.三、 抛体的速度：教师设疑:物体抛出后，速度大小和方向时刻变化，我们如何来研究抛体运动的速度呢？试以平抛运动为例推导出t 时刻运动的速度.方法点拨: 平抛运动可以分解为水平方向的分运动与竖直方向的分运动,要求t 时刻的运动速度，求的是分速度还是合速度，应该怎样求解？合作讨论：如果想知道平抛运动的物体在某一时刻运动速度的大小和方向，可以通过这一时刻的两个分速度来求得.自主整理：平抛运动的物体水平方向上不受力，匀速运动，故；竖直方向上自由落体运动，故. 由勾股定理可知，合速度大小为2222)(gt v v v v y x t +=+=，方向，其中为合速度与初速度间的夹角.情景设置：投影例2，引导学生独立思考，分析求解.自主学习：在练习本上划出运动草图，分析求解.教师活动：巡回指导，掌握学生的解题过程.展示学生的推导过程，引导学生分析、点评.培养学生运用所学知识分析解决实际问题的能力.思维拓展：引导学生理解平抛运动的水平方向运动与竖直方向运动的等时性，并理解平抛运动时间的决定因素与水平射程的影响因素.［课堂小结］本节课主要内容包括：1. 抛体运动和平抛运动的概念：用一定的初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在重力作用下所做的运动叫做平抛运动；2. 平抛运动可以看作水平的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合运动.并且两个分运动与平抛运动具有等时性.3. 初速度为v 0的平抛运动的位置随时间变化的规律x=v 0t 、 y=gt 2/2 4. 初速度为v 0的平抛运动的速度随时间变化的规律v x =v 0、v y =gt本节课不仅是知识的学习，更为重要的是在已有的知识基础上实现知识的迁移，灵活运用运动合成和分解的科学思维方法，将曲线运动化为直线运动，使复杂问题简单化.［布置作业］1、教材 “问题与练习”1、2 题；2、课下自由组织合作小组，完成“问题与练习”3题.【板书设计】3 抛体运动的规律一．抛体运动和平抛运动二.抛体的位置1．平抛运动物体的位置：水平位移、竖直位移、平抛运动的位移2．斜抛运动物体的位置：将初速度分解为水平、竖直两个方向，在互相垂直的正交方向上进行问题处理，是本节重要方法.三.抛体的速度平抛运动物体的速度：水平速度、竖直速度、平抛运动的速度熟练：1.平抛运动物体的飞行时间由竖直高度决定.2.平抛运动物体的由竖直高度和水平处速度决定.【教学设计点评】.【教学反思】。
惠更斯原理与其应用根底夯实1.如下说法中正确的答案是()A.同一波面上各点振动情况一定一样B.同一波面上各点振动情况可以不同C.空间某一点发出的波面一定是以波源为球心的球面D.只有横波才有波面,故A项正确,B项错误;波面是平面的叫平面波,纵波也会形成波面,故C、D两项错误。
2.(多项选择)如下现象哪些是利用波的反射的()A.手扶耳旁听远处的人说话B.医生给病人做超声波检查C.雷达的工作原理D.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况;超声波检查身体、潜艇中的声呐都是利用了超声波的反射;雷达如此是利用了电磁波的反射。
3.人在室内讲话的声音比在室外空旷处讲话声音要洪亮,是因为()A.室内空气不流动B.室内声音屡次反射C.室内声音发生折射D.室内物体会吸收声音,声波在传播过程中,遇到障碍物产生反射,在室内发生反射的次数比在空旷处的次数多,因此声音要洪亮。
4.(多项选择)以下关于波的认识,哪些是正确的()A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况,用的是波的反射原理B.隐形飞机怪异的外形与外表涂特殊隐形物质,是为了减少波的反射,从而达到隐形的目的C.雷达的工作原理是利用波的反射D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象,是波的折射现象、B、C选项中应用了波的反射现象;深水区和浅水区可视为不同介质,故波的传播方向发生改变,选项D正确。
5.如下哪些现象不属于反射现象()A.回声B.夏日雷声轰鸣不绝C.水波绕过水中芦苇秆传播D.在空房中讲话感到声音更响6.(多项选择)如下说法正确的答案是()A.波发生反射时波的频率不变,波速变小,波长变短B.波发生反射时频率、波长、波速均不变C.波发生折射时波的频率不变,但波长、波速发生变化D.波发生折射时波的频率、波长、波速均发生变化,频率、波长、波速均不变,选项A错误,B正确;波发生折射时,介质改变,故波速发生变化,但频率由波源决定,波的频率不变,由v=λf可知波长也发生变化,选项C正确,D错误。
2.3 惠更斯原理及其应用教案（粤教版3-4）教学目的:1、认识波面和波线，以及波传播到两种介质的界面时同时发生反射和折射。
2、理解波发生反射现象时，反射角等于入射角，反射波的频率，波速和波长与入射波相同。
3、知道折射波与入射波的频率相同，波速与波长不同。
4、理解波发生折射的原因是波在不同介质中速度不同，知道入射角与折射角的关系。
教学重点：惠更斯原理，波的反射和折射规律新课教学：一波面和波线板书：1．波面：同相位的各点组成的面波前：离波源最远的波面板书：2．波线：与波面垂直代表波的传播方向的线板书：3．平面波：波面是平面的波（如图1）球面波：波面是球面的波（如图2）（二）惠更斯原理板书：1．介质在任一波面上的各点总可以看做发射子波的波源，其后任意时刻这些子波在波前进方向的包络面就是新的波面，这就是惠更斯原理。
2．时刻与时刻的波面与波线（如图3图4）图3 图4以O为球心的球面波在时刻t的波面为，按照惠更斯原理，上的每个点都是子波的波源，在时间后各子波的波面如图中浅色线所示。
假设波在同种介质中传播，波向各个方向传播的速度都相等，那么浅色线圆的半径也都相等。
是这些子波波面的包络面，它就是原来球面波的波面在时间后的新位置。
可以看出，新的波面仍是一个球面，它与原来球面半径之差为，表示波向前传播了的距离。
同理惠更斯原理还能够解释平面波的传播。
（三）波的衍射平面波到达挡板上的狭缝AB，波面上的每一点都可以看作子波的波源，位于狭缝的点也是子波的波源。
因此，波自然可以到达挡板后的位置，但惠更斯原理只能解释衍射中波传播方向的变化，不能解释波的强度，所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小关系。
之后菲涅尔补充了子波的相位和振幅的定量表达式，并增加了“次波相干叠加”的原理，称为“惠更斯—菲涅尔原理”才能较全面的解释衍射现象。
图5（四）波的反射如图为一列平面波传播到两种介质表面时发生反射，AB是同一波面上的两点，在时间内波面上B点的振动形式传播到点，传播的距离为，而A点作为一个子波波源在时间内振动形式传播的距离也为，传播到的位置为以A为圆心以为半径的圆周上，从做圆的切线切点为,连接和,为时刻的波面，由几何关系可得，,,所以,可以解释光的反射现象。
