機械波

一、目的
1．通過實驗演示，讓學生認識機械波及其形成條；通過分析討論理解機械波的概念、實質(zhì)和特點，以及與機械振動的關系，通過比較對機械波進行分類．
2．進一步培養(yǎng)、加強學生對實驗現(xiàn)象的觀察、分析推理能力．
二、教材分析
在學生學習了機械振動、簡諧運動規(guī)律的基礎上，接著本節(jié)教材從實驗現(xiàn)象分析比較得出械械波的概念實質(zhì)、特點和分類．所以在此安排機械波的恰到好處，既有利于本節(jié)的學習又是對前面知識的運用、復習和鞏固，而且通過對機械波的學習有助于學生理解將要學習的聲波、電磁波、光波。
三、教學重點
機械波的形成原因和特點．
四、教學難點
對機械波在傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點在各自平衡位置的振動情況和振動以波的形式在介質(zhì)中傳播的理解，弄清機械振動與橫波的關系和區(qū)別．
五、教材教法
實驗分析法．
六、教材學法
讓學生學會如何由實驗現(xiàn)象進行分析揭示事物本質(zhì)的一種科學方法．
七、教學教具
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、教學過程
(一)復習提問，從實驗現(xiàn)象引入新
(提問)什么是機械振動？什么是簡諧運動？
機械振動：物體在平衡位置附近的往復運動．
簡諧運動：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．
(提問)向平靜水中(如平靜的游泳池水)投石子會看到什么現(xiàn)象？以石子擊水點為中心，振動(波浪)遠離中心向四周傳播，直到很遠(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．
(提問)學生看到了什么？看到一列凸凹相間的波形(振動形式)向繩子的另一端傳去，這就是(板書)機械波(給出學生波的直覺感受)，這就是本節(jié)的內(nèi)容．
(二)新教學
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，水面上有沒有水波(機械波)？沒有．
(演示提問)如果手拿繩子的一端不抖動，保持靜止，那么，繩子上各處有沒有振動？有沒有繩波？——沒有．
可見要產(chǎn)生水波，就必須給水施加振動；要產(chǎn)生繩波，就必須手拿繩子的一端進行上下振動，這就是物理上講的振也叫做波，這是產(chǎn)生波的一個條．
(板書)①波就是能夠產(chǎn)生振動的物體或質(zhì)點．
(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)生波的另一個條．
(板書)②介質(zhì)就是傳播機械振動的媒介物．
(總結(jié))通過上面的實驗觀察可見波產(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)能夠傳播機械振動的原因和機械波的概念
(提問)為什么介質(zhì)中某一點發(fā)生的振動能向各個方向傳播？
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)點構(gòu)成的物質(zhì)，相鄰質(zhì)點間存在著相互作用力，當介質(zhì)中某一點發(fā)生振動時，就會帶動它相鄰的質(zhì)點振動，這些質(zhì)點的振動又會帶動各自周圍的質(zhì)點發(fā)生振動，這樣振動就會在介質(zhì)中逐漸傳播開．
(總結(jié))可見(板書)①機械波形成的原因就是由于介質(zhì)本身內(nèi)部各質(zhì)點間存在著相互作用力，即介質(zhì)本身內(nèi)部的力學性質(zhì)決定的．
(板書)②機械波就是機械振動在介質(zhì)中的傳播過程．
3．(板書)機械波的實質(zhì)和特點
(提問)漂浮在水面上的樹葉隨著水的上下振動而上下振動，它會不會隨水波的向前傳播而向外遷移？——不會．
(演示)在繩子上的任意一點系上一圈紅布或者用紅墨水涂上一圈(要讓學生能明顯觀察到紅色標志)，手拿繩子一端上下振動．(提問)同學們看到了有紅色標志的點如何運動？會不會向繩的另一端移動？有紅色標志的點在其平衡位置附近做上下振動，而不會向繩的另一端移動．
(演示)然后在繩子上不同的點(最好等距離標記上4至5個紅色點，手拿繩子上下振動，讓學生仔細觀察．(提問)各個點振動的先后順序如何？——越靠近振動的手一端的紅色點先振動，接著是下一個，最后是最遠的紅色點．
(小結(jié))(板書)機械波的特點：
①介質(zhì)中各質(zhì)點只在各自平衡位置附近做機械振動，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)點依次開始振動，距離波愈近，愈先開始振動．
根據(jù)波的傳播特點和概念，(提問)既然沿波的傳播方向各個質(zhì)點在其平衡位置附近依次振動，又不遷移，那么機械波傳播的是什么？——機械波傳播的是機械振動的形式(又提問)前面我們知道，機械振動是具有能量的，那么機械波是不是也把波的能量通過介質(zhì)的質(zhì)點的機械振動依次傳播出去了？——是。
(總結(jié))可見(板書)機械波的實質(zhì)是：
①傳播振動的一種形式．
②傳遞能量的一種方式．即依靠介質(zhì)中各個質(zhì)點間的相互作用力而使各相鄰質(zhì)點依次做機械振動傳遞波的能量．
4．機械波的分類
(演示)用螺旋彈簧縱波演示器進行演示，首先使金屬球沿著彈簧的方向左右振動．讓學生仔細觀察(提問)彈簧上會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？——彈簧上各部分發(fā)生周期性的壓縮與拉伸，一會兒變密，一會兒變疏，疏密不均的狀態(tài)在彈簧上自左向右傳播．這也是機械波，即形成一列疏密相間的波，其波是振動的金屬球，介質(zhì)是彈簧．
(演示和掛圖)
分別演示繩波和彈簧波，讓學生仔細觀察和比較介質(zhì)中各質(zhì)點的振動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概念．

九、練習與思考
機械波與機械振動有何區(qū)別與聯(lián)系？
聯(lián)系：機械波是由機械振動引起的，依靠介質(zhì)本身的力學性質(zhì)實現(xiàn)的．
區(qū)別：機械振動研究的是單個質(zhì)點的運動，而機械波研究的是由大量質(zhì)點的運動而引起的整個介質(zhì)的運動．



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