选修3-4《1波的形成和传播》集体备课教案设计

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4、通过实际观察，能区分横波、纵波；

5、知道横波有波峰、波谷，纵波有密部、疏部。

【教学内容】

1、导入新课

都说童年是特别美好的，那玩水的经历必不可少。大家都有这样的经历：向平静的水面扔一颗石子，水面上会出像一圈圈的水波纹向周围传播开来，这就是我们今天要学习的一种新的运动形式——波动（波）。

2、新课内容

波的形式可谓是多种多样的，日常生活中广泛存在的，你所熟知的除了水波，还有那些波？（学生）按波的形成原因来给波分类：（1）由机械振动引起的波叫机械波：水波，声波，地震波；（2）由电磁扰动引起的波叫电磁波：光波，无线电波。

刚才提到由机械振动引起的波叫机械波，即如果想产生机械波，就必须要有振动的物体，我们把这个振动的物体叫作波源或振源。如果只有波源，能否可以产生一列机械波呢？水波在水中传播，没有水不行；声波在空气中传播，没有空气不行；地震波在地壳中传播，没有地壳不行。在物理学中，把水、空气、地壳这些能使波传播的物质叫介质。所以要产生一列机械波，除了波源，还要有介质的存在。

现在老师有个问题：为什么波源在介质中运动就会形成机械波？（学生）这是因为介质中各个部分之间都有相互作用。比如我手里这根绳子，可以分成很多小部分，每个小部分都可以看成一个质点。如果绳子的一端受到一个周期性外力作用而上下振动，会带动与它相邻的质点振动，然后带动下一个质点的振动，依次带动。老师把这根绳子分成了十几个质点，像第一幅图描述的是绳子的静止状态。下面我们规定向上为正方向，即质点向上运动，位移为正。第二幅：质点1振动到正向最大位移处，波传播到质点4，质点4开始振动，然后带动质点5；第三幅：质点1振动到平衡位置处，波传播到质点7，质点7开始振动，然后带动质点8；第四幅：质点1振动到负向最大位移处，波传播到质点10，质点10开始振动，然后带动质点11；第五幅：质点1振动到平衡位置处，波传播到质点13，质点13开始振动，然后带动质点14，此时质点1完成了一次全振动。如此往复下去，绳上各个质点都会振动起来。

问题1：绳上各个质点做的是什么振动？（学生）受迫振动，后一个质点都是在前一个质点的带动下开始振动的。问题2：绳上这列波的形状是什么样的，如何形成？（学生）如果绳上各个质点同时上升，同时下降，绳子的形状不会改变。而此绳上靠近波源的质点先动，远离波源的点后动，后一个质点都是在前一个质点的带动下振动起来的。即后一个质点总是比前一个质点晚振动一些，所以产生了凹凸相间的形状。

现在大家已经知道生活中的波是如何形成并传播的。有几点需要跟大家强调： eq ﹨o﹨ac(○,1) 波在绳上传播的过程中，绳上个质点运动轨迹是什么样的？观察红色质点，运动轨迹是直线，而不是与波形相似的曲线，像在绳上打个结，绳上个质点振动起来后，节并没有随波迁移，所以波传播的只是振动这种运动形式，即：波传播的只是振动这种运动形式，介质本身并不随波迁移。而且后一个质点总是重复前一个质点的运动状态。 eq ﹨o﹨ac(○,2) 绳上个质点做的都是受迫振动，振动周期和频率与驱动力相同，那绳上各质点的振动周期或频率与波源相同，我们把波源的震动周期或频率叫作波的周期或频率。 eq ﹨o﹨ac(○,3) 从能量角度研究波：一开始绳上各质点没动，没动能，当绳的一端振动后，绳上各质点随之动起来，既获得了能量，这个能量是波源通过波传递过来的，所以波是能量传递的一种方式。像现在我说话，声波通过空气传到你的鼓膜，引起鼓膜振动从而听到了声音，知道了我说话的内容，说明波不仅传递能量，还传递信息。

其实机械波可以按照质点的振动方向与波的传播方向的关系分成两类。第一类质点的振动方向与波的传播方向相互垂直的机械波横波，其中波形中凸起的最高处叫波峰，凹陷的最低处叫波谷。第二类，质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上的机械波叫纵波，其中波形中质点最密集的地方叫密部，质点最稀疏的地方叫疏部回到机械波实例：水波、声波、地震波，声波属于纵波，地震波既有横波，也有纵波，而水波既不是横波也不是纵波。

（实例分析：火烧赤壁、一艘静水面上的船）

【板书设计】

§12．1 波的形成和传播

一、波动（波）

1、波源（振源）

2、介质：能使波传播的物质

3、波能传播：振动

波能传递：能量、信息

二、横波和纵波