1、波的形成与传播

《波的形成和传播》示范教案第一章：引言1.1 教学目标让学生了解波的定义和基本特征。

使学生掌握波的分类和常见的波的例子。

1.2 教学内容波的定义和基本特征。

波的分类：机械波和电磁波。

常见的机械波：声波、水波等。

常见的电磁波：光波、无线电波等。

1.3 教学方法采用讲授法，讲解波的定义和基本特征。

采用案例分析法，介绍常见的波的例子。

1.4 教学步骤1. 导入：通过生活中的例子，如水波、声波等，引导学生思考波的概念。

2. 讲解波的定义和基本特征：连续的波动，传播的能量或信息。

3. 讲解波的分类：机械波和电磁波。

4. 分析常见的机械波和电磁波的例子。

第二章：波的传播2.1 教学目标让学生了解波的传播原理。

使学生掌握波的传播速度和波长、频率的关系。

波的传播原理：波源的振动传递到波的各个点。

波的传播速度：与介质有关，与波的频率和波长无关。

波长、频率和波速的关系：c = λf，其中c为波速，λ为波长，f为频率。

2.3 教学方法采用讲授法，讲解波的传播原理。

采用公式推导法，讲解波长、频率和波速的关系。

2.4 教学步骤1. 复习波的定义和基本特征。

2. 讲解波的传播原理：波源的振动传递到波的各个点。

3. 讲解波的传播速度：与介质有关，与波的频率和波长无关。

4. 推导波长、频率和波速的关系公式：c = λf。

第三章：波的干涉3.1 教学目标让学生了解波的干涉现象。

使学生掌握波的干涉条件。

3.2 教学内容波的干涉现象：两个或多个波相遇产生的波的叠加。

波的干涉条件：相干波源，相干介质，恒定的相位差。

3.3 教学方法采用讲授法，讲解波的干涉现象。

采用实验演示法，展示波的干涉现象。

1. 复习波的传播原理。

2. 讲解波的干涉现象：两个或多个波相遇产生的波的叠加。

3. 讲解波的干涉条件：相干波源，相干介质，恒定的相位差。

4. 进行实验演示，展示波的干涉现象。

第四章：波的衍射4.1 教学目标让学生了解波的衍射现象。

使学生掌握波的衍射条件。

一、波的形成和传播·教案示例教学目的1．知道机械波的形成过程和产生条件．2．知道机械波的种类——横波和纵波的概念．3．明确一维简谐波的几个特点．教具波动演示仪、绳子、音叉、软弹簧、录像带、微机软件．教学过程●引入新课问题1．请同学们归纳以前学过的各种运动形式．问题2．平静的湖面上放一静止的小纸船，怎样使之运动(至少提出两种方式)．总结：1．木杆捅2．石头子碰3．在湖边水中投放石子．本节我们学习一种重要而普遍的运动形式——波动．[板书] 第一节波的形成和传播●新课教学[演示] 看录像带．使学生对波有一个初步的认识．(1)足球比赛中看台上的——人浪．(2)大型团体操——红旗飘飘．(3)艺术体操——长绸舞．[演示](1)抖动长绸．(2)在地面上抖绳子．我们说波在长绸、绳子上传播，下面以抖绳子为例说明绳波的形成过程．[板书] 一、波的形成和传播过程分析．问题：为什么会在绳上形成波呢？解释：结合微机模拟演示进行．(1)因为绳的各部分存在相互作用，在绳的一端发生振动时，会引起相邻部分发生振动，并依次引起更远的部分发生振动．(2)设想把绳分成许多小部分，每一小部分可以看作质点，质点之间有相互作用力．质点1在外力的作用下振动起来以后，带动质点2振动，不过质点2开始振动的时刻比质点1要迟一些．(3)这样依次带动下去，后一个质点总比前一个迟一些开始振动，于是振动逐渐传播开去，从总体上看形成凹凸相间的波．[板书]1．绳子各部分看成许多质点组成，各部分之间存在着相互作用的弹力．2．沿波的传播方向上后一个质点比前一个质点落后一段时间，质点依次被带动．3．振动的形式传播出去形成波．[演示]纵波(软弹簧)演示．问题：波在弹簧上的传播和在绳子上的传播(绳波)有什么区别？说明：绳波——各个质点振动方向和波的传播方向垂直，波形为凹凸相间的形状．(波峰，波谷)纵波——各个质点振动方向和波的传播方向在一条直线上，波形为疏密相间的形状．(疏部，密部)[板书] 二、波的种类(从质点的振动方向与波的传播方向上看)1．横波：各个质点振动方向和波的传播方向垂直．2．纵波：各个质点振动方向和波的传播方向在一条直线上．问题：声波为何种波？[演示]音叉振动产生声波．说明：1．形成过程：振动的音叉，它的叉股向一侧振动时，压缩邻近的空气，使这部分空气变密，叉股向另一侧振动时，这部分空气又变疏，这种疏密相间的状态向外传播，形成声波．声波传入人耳，使鼓膜振动，就引起声音的感觉．2．声波为纵波．地震波既有横波又有纵波．问题：请同学们通过以上几个例子分析波的产生条件．说明：1．介质——借以传播波的物质．2．波源——保持持续振动的物体．3．机械振动在介质中的传播形成机械波．[板书] 三、波的产生条件．1．介质——借以传播波的物质．2．波源——保持持续振动的物体．[板书] 四、机械波：机械振动在介质中的传播形成机械波．问题：波是否只向一个方向传播？说明：1．波向四面八方传播，空间立体化．2．本章研究由简谐振动而在一条直线上形成的波称一维简谐波．问题：一维简谐波有何特点？[板书] 五、一维简谐波特点：问题：在波的传播方向上，离波源不同远近的质点振动情况有何区别？[板书] 1．各质点振幅、周期相同且和波源相同．2．沿波的传播方向上，离波源越远的质点振动越滞后．问题：各质点沿波的传播方向是否移动？[板书] 3．各质点只在自平衡位置附近振动，并不随波迁移．问题：小船由静止运动起来且做简谐振动说明了什么？[板书] 4．波向外传播的是振动的形式和能量．●巩固练习1．机械振动在________传播形成机械波，它是传播________的一种方式．机械彼的产生条件是(1)________(2)________．2．从质点的振动方向和波的传播方向上看，机械波分为横渡和纵波．横波的特点是____________________________________．纵波的特点是____________________________________．●作业复习本节课文，明确波的形成过程和波的种类及一维简谐波的特点．参考题1．关于机械波的论述，以下说法正确的选项是：[ ] A．在机械波的形成过程中，介质中的质点随波一起发生迁移B．介质中的质点不随波一起发生迁移，只是在平衡位置附近沿波的传播方向往复振动C．机械波传播的是机械振动这种运动形式D．介质中各质点的振动周期是相同的2．关于振动和波的关系，正确的说法是：[ ]A．有机械波必有机械振动B．有机械振动必有机械波C．振源的振动速度和波的传播速度是一样的D．如果振源停止振动，在介质中的波动也就立即停止说明1．本节的重点是波的形成过程分析．教学过程中可通过学生熟悉的事例和演示来完成．在教学中应注意师生双边活动，注意引导．2．做好演示是本节课能否成功的关键．3．结合微机模拟演示绳波的形成过程的图示，既是理解本节内容又是学习后几节内容的基础，一定要认真对待．天津市武清区杨村一中吴文华。

第一节波的形成和传播学习目标：1.理解波的形成和传播．2.知道横波和纵波，理解波峰和波谷、密部和疏部．3.知道机械波，理解机械波传播形式．重点难点：1.认识波的形成和波的传播特点．2．准确理解质点振动和波的传播的关系．易错问题：不能正确理解质点的振动与波的传播关系及区别．基础知识梳理一、波的形成和传播1．波的形成过程(1)波各部分看成由许多_____组成，各部分之间存在着相互作用的______．(2)沿波的传播方向，后一个质点开始振动总比前一个质点迟一些，这样质点就依次被____．2．振动的______逐渐传播开去形成波．二、横波和纵波1．横波：质点的振动方向跟波的传播方向相互____的波，叫做横波．(1)波峰：在横波中，凸起的最高处叫做波峰．(2)波谷：在横波中，凹下的最低处叫做波谷．2．纵波：质点的振动方向跟波的传播方向______________的波，叫做纵波．(1)密部：在纵波中，____________________叫做密部．(2)疏部：在纵波中，____________________叫做疏部．三、机械波1．介质：能传播波的物质叫做介质．2．机械波：________在介质中传播形成了机械波．3．产生机械波的条件：同时存在____和____．说明：有振动不一定存在波，但有波一定存在振动．4．机械波传播的只是振动的运动形式，介质中的各质点并不随波迁移．5．波是传递_______的一种方式，而且可以传递_______．核心要点突破一、机械波的形成与特点1．机械波的形成(1)实质：介质质点间存在相互作用力，介质中前面的质点带动后面的质点振动．(2)质点间的作用：相邻的质点相互做功，同时将振动形式与波源能量向外传播．(3)介质质点的振动：从波源开始，每一个质点都由前面的质点带动做受迫振动．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)各质点只在各自的平衡位置振动，并不随波逐流．(5)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．二、对横波和纵波的理解横波只能在固体中传播，而纵波可以在固、液、气三种状态的物质中传播．1．横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致，由于只有固体才有固定的形状，也只有发生形变时才产生弹力，所以只有在弹性固体里才能产生横波．2．产生纵波时，物体的各部分经常在压缩和拉长，也就是说经常在改变自己的体积，在体积改变时，固体内固然要产生弹力，液体和气体也要产生弹力，所以纵波在这三种状态的介质中都能传播．3．纵波和横波可同时存在于同一种介质中，如地震波，既有横波，又有纵波，横波和纵波同时在地壳中传播．特别提醒1．绳波和声波分别是典型的横波和纵波，水波是比较复杂的机械波，不是横波．2．在纵波中各质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上，而不是方向相同．三、振动与波动的关系类型一波的形成和传播例1关于机械波的形成，下列说法中正确的是()A．物体做机械振动，一定产生机械波B．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后一步C．参与振动的质点都有相同的频率D．机械波是介质随波迁移，也是振动能量的传递变式11．(2010年西安高二检测)关于机械振动和机械波下列叙述不正确的是() A．有机械振动必有机械波B．有机械波必有机械振动C．在波的传播中，振动质点并不随波的传播发生迁移D．在波的传播中，如果振源停止振动，波的传播并不会立即停止类型二横波和纵波的区别例题2关于横波和纵波，下列说法正确的是()A．质点的振动方向和波的传播方向垂直的波叫横波B．质点振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫纵波C．横波有波峰和波谷，纵波有密部和疏部D．地震波是横波，声波是纵波变式22．下列有关横波和纵波的说法，正确的是()A．振源上下振动所形成的波是横波B．振源水平振动所形成的波是纵波C．波沿水平方向传播，质点沿竖直方向振动，这类波是横波D．横波的质点不随波迁移，但纵波的质点将随波迁移类型三振动与波动的关系例题3(2009年高考全国卷Ⅱ)下列关于简谐运动和简谐波的说法，正确的是() A．介质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B．介质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C．波的传播方向一定和介质中质点振动的方向一致D．横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍变式3关于振动和波的关系，下列说法中正确的是()A．振动是波的成因，波是振动的传播B．振动是单个质点呈现的运动现象，波是许多质点联合起来呈现的运动现象C．波的传播速度就是质点振动的速度D．波源停止振动时，波立即停止传播第二节横波的图像一、波的图象1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移波的图象有时也称波形图．简称波形（1）如果波的图象是正弦曲线，这样的波叫做正弦波，也叫简谐波（2）介质中有正弦波传播时，介质的质点在做简谐振动（3）简谐波是一种最基本、最简单的波.二、波的图象的物理意义1、波的图象的物理意义：反映介质中各个质点某一时刻偏离平衡位置的位移由波的图象的画法可以知道：对横波而言图象反映了某时刻介质中各个质点在空间的实际分布情况。

《12.1 波的形成和传播》学科：物理授课教师：姜恩海授课班级：高二（3）班一、教材分析《12.1 波的形成和传播》是新人教版高中物理选修3-4第十二章第一节的教学内容，主要学习机械波的形成过程，机械波的分类，可以说课程内容比较简单。

本节是对前面知识的提升，又是后面波动知识的基础。

二、教学目标1、知识目标：①知道直线上机械波的形成过程②知道什么是横波和纵波,知道波峰、波谷和密部和疏部③知道波在传播运动形式的同时也传递了能量2、能力目标：①培养学生进行科学探索的能力②培养学生观察、分析和归纳的能力3、情感、态度和价值观目标：通过对波动现象的研究培养学生的空间想象能力和思维能力三、教学重点、难点分析机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。

四、教学方法和教具实验探索和多媒体辅助教学，需要准备绳子、波动演示箱。

五、教学过程(一)复习旧知：提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？学生答：机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动．(二)情景导入、展示目标。

提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四周传播，直到很远。

［演示］绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？（激发兴趣，引出课题）在这两个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。

（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。

）学生会列举水波、声波、无线电波、光波。

教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。

水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。

这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。

（三）合作探究、精讲点拨现在学习第一节，波的形成和传播。

通过以上几个例子，师生共同分析，得出波产生的条件：① 振源：激发波动的振动系统（也称波源）②介质：波借以传播的物质波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）探究、波的形成和传播实验（一）理论分析：（以绳波为例，用白纸和磁铁演示，引导同学们动手画出相对应波形图）设想把绳分成许多小部分每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力。

第一节波的形成和传播学案
一、产生机械波的条件
1、波源：机械振动的物体。

2、介质：传播振动的物质。

二、机械波的概念
机械振动在介质中的传播，形成了机械波。

三、产生原理
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。

四、机械波的特点
1、介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的方向发生迁移。

2、各质点都做受迫振动。

各质点的振动频率都相同，等于波源的振动频率。

3、各质点振动不同步。

沿波的传播方向，介质中各质点依次开始振动，距离波源愈远，愈后开始振动。

4、机械波传播振动的是振动形式和能量。

5、振源停止振动，已传出的波仍将继续。

6、质点起振方向相同。

五、机械波的分类
1.横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。

－凸起的最高处叫波峰，凹下的最低处叫波谷。

－纯粹的横波只能通过固体传播。

2.纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上。

－质点分布最疏的位置叫疏部，质点分布最密的位置叫密部。

－纵波可以在固体、液体、气体中传播。

六、波传播方向与质点振动方向的关系
1、后振质点，重复先振质点的运动。

2、峰面上，峰背下。

波的形成原理以波的形成原理为题，我们来探讨一下波的产生和传播机制。

波是一种能量传播的方式。

波的形成需要两个条件：介质和能量源。

介质可以是空气、水、固体等，能量源可以是声源、光源、震源等。

在介质中，波的形成是由能量源激发产生的。

例如，声波是由震动的物体产生的，光波是由发光体产生的。

当能量源激发介质时，介质中的粒子会受到扰动，从而传递能量并引起波的传播。

波的传播可以分为机械波和电磁波两种类型。

机械波是指需要介质进行传播的波，例如声波和水波；而电磁波是指可以在真空中传播的波，例如光波和无线电波。

机械波的传播是通过介质中的粒子之间的相互作用完成的。

当能量源激发介质时，粒子会受到扰动，随后传递给相邻的粒子，从而引起波的传播。

这个过程中，粒子会沿着波的传播方向振动，并将能量传递给下一个粒子，形成波的传播。

电磁波的传播机制与机械波有所不同。

电磁波是由电场和磁场相互作用产生的。

当能量源激发介质时，会产生震荡的电荷，从而产生电场和磁场的变化。

这些变化会相互作用，形成电磁波的传播。

无论是机械波还是电磁波的传播，都遵循波动方程。

波动方程描述了波的传播过程中的变化规律。

它包含了波速、频率、波长等参数，用于描述波的特性。

波的传播速度与介质的性质有关。

在同一介质中，不同类型的波有不同的传播速度。

例如，声波在空气中的传播速度约为343米/秒，而光波在真空中的传播速度约为299792458米/秒。

除了介质的性质，波的频率和波长也会影响波的传播特性。

波的频率指的是波动的次数，在单位时间内震动的次数越多，波的频率越高。

波的波长指的是波动的空间周期，即相邻两个波峰或波谷之间的距离。

总结一下，波的形成和传播是由能量源激发介质引起的。

波的传播可以分为机械波和电磁波两种类型，它们的传播机制有所不同。

波的传播速度、频率和波长是波的重要特性，它们与介质的性质有关。

通过研究波的形成原理，我们可以更好地理解波的传播规律，并应用于各个领域中的实际问题。