機(jī)械波

一、目的
1．通過實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械波及其形成條；通過分析討論理解機(jī)械波的概念、實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，以及與機(jī)械振動(dòng)的關(guān)系，通過比較對(duì)機(jī)械波進(jìn)行分類．
2．進(jìn)一步培養(yǎng)、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析推理能力．
二、教材分析
在學(xué)生學(xué)習(xí)了機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，接著本節(jié)教材從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析比較得出械械波的概念實(shí)質(zhì)、特點(diǎn)和分類．所以在此安排機(jī)械波的恰到好處，既有利于本節(jié)的學(xué)習(xí)又是對(duì)前面知識(shí)的運(yùn)用、復(fù)習(xí)和鞏固，而且通過對(duì)機(jī)械波的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生理解將要學(xué)習(xí)的聲波、電磁波、光波。
三、教學(xué)重點(diǎn)
機(jī)械波的形成原因和特點(diǎn)．
四、教學(xué)難點(diǎn)
對(duì)機(jī)械波在傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在各自平衡位置的振動(dòng)情況和振動(dòng)以波的形式在介質(zhì)中傳播的理解，弄清機(jī)械振動(dòng)與橫波的關(guān)系和區(qū)別．
五、教材教法
實(shí)驗(yàn)分析法．
六、教材學(xué)法
讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析揭示事物本質(zhì)的一種科學(xué)方法．
七、教學(xué)教具
繩子一根(2m左右)，繩波掛圖，螺旋彈簧縱波演示器，縱波掛圖．
八、教學(xué)過程
(一)復(fù)習(xí)提問，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引入新
(提問)什么是機(jī)械振動(dòng)？什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？
機(jī)械振動(dòng)：物體在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)．
簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力的作用下的振動(dòng)．
(提問)向平靜水中(如平靜的游泳池水)投石子會(huì)看到什么現(xiàn)象？以石子擊水點(diǎn)為中心，振動(dòng)(波浪)遠(yuǎn)離中心向四周傳播，直到很遠(yuǎn)(游泳池的岸邊)．
(演示)繩子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖動(dòng)．
(提問)學(xué)生看到了什么？看到一列凸凹相間的波形(振動(dòng)形式)向繩子的另一端傳去，這就是(板書)機(jī)械波(給出學(xué)生波的直覺感受)，這就是本節(jié)的內(nèi)容．
(二)新教學(xué)
1．(板書)波的形成條
(提問)平靜的水中不投石子，即給水沒有施加振動(dòng)，水面上有沒有水波(機(jī)械波)？沒有．
(演示提問)如果手拿繩子的一端不抖動(dòng)，保持靜止，那么，繩子上各處有沒有振動(dòng)？有沒有繩波？——沒有．
可見要產(chǎn)生水波，就必須給水施加振動(dòng)；要產(chǎn)生繩波，就必須手拿繩子的一端進(jìn)行上下振動(dòng)，這就是物理上講的振也叫做波，這是產(chǎn)生波的一個(gè)條．
(板書)①波就是能夠產(chǎn)生振動(dòng)的物體或質(zhì)點(diǎn)．
(提問)如果有振而沒有水、繩子即媒介物能不能產(chǎn)生波？——不能．
物理上把水、繩子等媒介物叫做介質(zhì)，可見介質(zhì)也是產(chǎn)生波的另一個(gè)條．
(板書)②介質(zhì)就是傳播機(jī)械振動(dòng)的媒介物．
(總結(jié))通過上面的實(shí)驗(yàn)觀察可見波產(chǎn)生的條是：不但要有波而且還要有介質(zhì)，兩者缺一不可．
2．(板書)分析介質(zhì)能夠傳播機(jī)械振動(dòng)的原因和機(jī)械波的概念
(提問)為什么介質(zhì)中某一點(diǎn)發(fā)生的振動(dòng)能向各個(gè)方向傳播？
原這是由介質(zhì)本身的性質(zhì)決定的，我們可以把介質(zhì)看成由大量的質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用力，當(dāng)介質(zhì)中某一點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)它相鄰的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)，這些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)又會(huì)帶動(dòng)各自周圍的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)，這樣振動(dòng)就會(huì)在介質(zhì)中逐漸傳播開．
(總結(jié))可見(板書)①機(jī)械波形成的原因就是由于介質(zhì)本身內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間存在著相互作用力，即介質(zhì)本身內(nèi)部的力學(xué)性質(zhì)決定的．
(板書)②機(jī)械波就是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播過程．
3．(板書)機(jī)械波的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)
(提問)漂浮在水面上的樹葉隨著水的上下振動(dòng)而上下振動(dòng)，它會(huì)不會(huì)隨水波的向前傳播而向外遷移？——不會(huì)．
(演示)在繩子上的任意一點(diǎn)系上一圈紅布或者用紅墨水涂上一圈(要讓學(xué)生能明顯觀察到紅色標(biāo)志)，手拿繩子一端上下振動(dòng)．(提問)同學(xué)們看到了有紅色標(biāo)志的點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng)？會(huì)不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)？有紅色標(biāo)志的點(diǎn)在其平衡位置附近做上下振動(dòng)，而不會(huì)向繩的另一端移動(dòng)．
(演示)然后在繩子上不同的點(diǎn)(最好等距離標(biāo)記上4至5個(gè)紅色點(diǎn)，手拿繩子上下振動(dòng)，讓學(xué)生仔細(xì)觀察．(提問)各個(gè)點(diǎn)振動(dòng)的先后順序如何？——越靠近振動(dòng)的手一端的紅色點(diǎn)先振動(dòng)，接著是下一個(gè)，最后是最遠(yuǎn)的紅色點(diǎn)．
(小結(jié))(板書)機(jī)械波的特點(diǎn)：
①介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)只在各自平衡位置附近做機(jī)械振動(dòng)，并不沿波的傳播方向發(fā)生遷移．
②沿波的傳播方向，介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)依次開始振動(dòng)，距離波愈近，愈先開始振動(dòng)．
根據(jù)波的傳播特點(diǎn)和概念，(提問)既然沿波的傳播方向各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近依次振動(dòng)，又不遷移，那么機(jī)械波傳播的是什么？——機(jī)械波傳播的是機(jī)械振動(dòng)的形式(又提問)前面我們知道，機(jī)械振動(dòng)是具有能量的，那么機(jī)械波是不是也把波的能量通過介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)依次傳播出去了？——是。
(總結(jié))可見(板書)機(jī)械波的實(shí)質(zhì)是：
①傳播振動(dòng)的一種形式．
②傳遞能量的一種方式．即依靠介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點(diǎn)依次做機(jī)械振動(dòng)傳遞波的能量．
4．機(jī)械波的分類
(演示)用螺旋彈簧縱波演示器進(jìn)行演示，首先使金屬球沿著彈簧的方向左右振動(dòng)．讓學(xué)生仔細(xì)觀察(提問)彈簧上會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？——彈簧上各部分發(fā)生周期性的壓縮與拉伸，一會(huì)兒變密，一會(huì)兒變疏，疏密不均的狀態(tài)在彈簧上自左向右傳播．這也是機(jī)械波，即形成一列疏密相間的波，其波是振動(dòng)的金屬球，介質(zhì)是彈簧．
(演示和掛圖)
分別演示繩波和彈簧波，讓學(xué)生仔細(xì)觀察和比較介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向的區(qū)別，通過繩波掛圖和螺旋彈簧縱波掛圖，給出波的分類及相關(guān)概念．

九、練習(xí)與思考
機(jī)械波與機(jī)械振動(dòng)有何區(qū)別與聯(lián)系？
聯(lián)系：機(jī)械波是由機(jī)械振動(dòng)引起的，依靠介質(zhì)本身的力學(xué)性質(zhì)實(shí)現(xiàn)的．
區(qū)別：機(jī)械振動(dòng)研究的是單個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而機(jī)械波研究的是由大量質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而引起的整個(gè)介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)．



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