2019-2020年高中物理 12.4 波的反射和折射教案 新人教版3-4【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識(shí)與技能1、知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時(shí)會(huì)發(fā)生反射和折射。2、知道波發(fā)生反射時(shí)，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長(zhǎng)都與入射波相同。3、知道波發(fā)生折射是由于波在不同的介質(zhì)中速度不同，知道折射角與入射角的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析和歸納的能力。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的觀察、解釋、培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識(shí)的能力?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1、波的反射和折射現(xiàn)象。2、知道波的反射和折射現(xiàn)象中折射角與入射角及反射角的關(guān)系。3、理解波發(fā)生折射時(shí)的頻率、波速和波長(zhǎng)都不改變。【教學(xué)難點(diǎn)】用波的反射和折射現(xiàn)象解決實(shí)際問題?！窘虒W(xué)方法】自學(xué)輔導(dǎo)法【教學(xué)用具】實(shí)物投影儀，自制投影片，水波槽，長(zhǎng)木板和厚玻璃板各一塊【教學(xué)過(guò)程】（一）引入新課放錄像一位演員在山中唱山歌，歌聲繚繞不斷。提出問題為什么會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象？學(xué)生討論分析上述錄像中：演員發(fā)出的聲波傳到山崖時(shí)，會(huì)返回來(lái)繼續(xù)傳播，使我們聽到回聲，這屬于聲波的反射現(xiàn)象。那么：水波在傳播過(guò)程中遇到障礙物時(shí)，能不能產(chǎn)生反射現(xiàn)象呢？做演示實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)實(shí)物投影儀投影在水波槽的裝置中，把一根金屬絲固定在振動(dòng)片上。a讓振動(dòng)片開始振動(dòng)，金屬絲將周期性地觸動(dòng)水面，形成波源。觀察到的現(xiàn)象：在水面上從波源發(fā)出一列圓形水波。b在水槽中放一塊長(zhǎng)木板，讓波源發(fā)出圓形波，觀察水波遇到長(zhǎng)木板后發(fā)生的現(xiàn)象。觀察到的現(xiàn)象：從波源發(fā)出的圓形波遇到長(zhǎng)木板后，有一列圓形波從長(zhǎng)木板反射回來(lái)。教師：波的反射現(xiàn)象中遵循哪些規(guī)律呢？這節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)有關(guān)的內(nèi)容。（二）進(jìn)行新課1波面和波線教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材34頁(yè)有關(guān)內(nèi)容，思考問題：（1）什么是波面？什么是波線？（2）對(duì)于水波和空間一點(diǎn)發(fā)出的球面波為例，如何理解波面和波線？學(xué)生：閱讀教材，思考問題。投影出示圓形波的照片。介紹什么是波面和波線：（1）照片中的圓形是朝各個(gè)方向傳播的波峰（或波谷）在同一時(shí)刻構(gòu)成的，叫做波面。（2）圖中與各個(gè)波面垂直的線叫波線，用來(lái)表示波的傳播方向。2惠更斯原理教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材34頁(yè)有關(guān)內(nèi)容，思考問題：（1）惠更斯原理的內(nèi)容是什么？（2）以球面波為例，應(yīng)用惠更斯原理解釋波的傳播。學(xué)生：閱讀教材，思考問題。3波的反射教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材35頁(yè)有關(guān)內(nèi)容，體會(huì)用惠更斯原理對(duì)波的反射過(guò)程的解釋。學(xué)生：閱讀教材。教師：用多媒體出示右圖。結(jié)合圖形講解、總結(jié)：（1）入射波的波線與平面法線的夾角i叫做入射角。（2）反射波的波形與平面法線的夾角i叫做反射角。（3）在波的反射中，遵循下述規(guī)律：反射角等于入射角反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都跟入射波的相同。解釋現(xiàn)象（1）夏日的雷聲轟鳴不絕（2）在空房子里講話，聲音較響（3）講演時(shí)聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時(shí)間現(xiàn)象一：夏日的雷聲有時(shí)轟鳴不絕，原因是聲波在云層里多次反射形成的?，F(xiàn)象二：在空房間里講話，會(huì)感到聲音更響，是因?yàn)槁暡ㄔ谄胀ǚ块g里遇到墻壁、地面、天花板等障礙物發(fā)生反射時(shí)，由于很近，回聲和原聲幾乎同時(shí)到達(dá)人耳，而人耳只能區(qū)分開相差0.1 s以上的兩個(gè)聲音.所以在房間里聽不到回聲，只會(huì)感到聲音比在野外大些?，F(xiàn)象三：講演廳內(nèi)聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時(shí)間，是由于聲波在室內(nèi)傳播時(shí)，要被墻壁、天花板、地板等障礙物反射，每反射一次都要被障礙物吸收一些，這樣，當(dāng)聲源停止發(fā)聲后，聲波在室內(nèi)要經(jīng)過(guò)多次反射和吸收，最后才消失，我們就會(huì)感覺到聲源停止發(fā)聲后，還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。強(qiáng)化訓(xùn)練（1）為了測(cè)海的深度，一同學(xué)利用電子發(fā)聲器對(duì)著海面發(fā)聲，測(cè)得2.2 s后聽到回聲，已知聲音在水中的速度是1450 m/s，求此海有多深？（2）為了測(cè)一根長(zhǎng)鐵管的長(zhǎng)度，甲同學(xué)把耳朵貼在長(zhǎng)鐵管的一端，乙同學(xué)在另一端敲一下這根鐵管，測(cè)得甲聽到的兩次響聲的時(shí)間間隔25 s，已知聲音在鑄鐵和空氣里傳播的速度分別為390 m/s和340 m/s，這根鐵管有多長(zhǎng)？學(xué)生解答后，用實(shí)物投影儀對(duì)解答過(guò)程進(jìn)評(píng)析參考答案：（1）解：鐘表測(cè)出的時(shí)間是從聲音發(fā)出的障礙物（海底），把聲音反射回來(lái)的時(shí)間，由這個(gè)時(shí)間求得的距離應(yīng)除以2才是所求的距離.海底深度s=1450 m/s2.2 s=1595 m（2）解：乙敲鐵管的聲音可以在鐵管和空氣中傳播，因?yàn)槁曇粼阼F管傳播的速度快，所以乙聽到的兩次響聲，第一次是沿鐵管傳來(lái)的，第二次是由空氣傳來(lái)的。設(shè)鐵管長(zhǎng)為l，聲音在鐵管里和空氣里傳播的時(shí)間分別為t1=和t2=.由題意有：t2-t1=t。則l=t=m/s2.5 s=931 m4波的折射教師：剛才我們研究了波的反射現(xiàn)象，波的反射過(guò)程中反射波和入射波在同一種介質(zhì)中，那么如果波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？學(xué)生會(huì)結(jié)合初中學(xué)過(guò)的光的折射現(xiàn)象總結(jié)猜想：發(fā)生折射現(xiàn)象。教師：下邊我們以水波為例，來(lái)研究波的折射現(xiàn)象。演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備題：要讓水波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，我們應(yīng)如何做？我們可以在水波槽的一部分底面上放一塊厚玻璃板，使槽分成兩個(gè)區(qū)域：深水區(qū)（沒有放厚玻璃板的區(qū)域）和淺水區(qū)（放厚玻璃板的區(qū)域），由于水波在這兩個(gè)區(qū)域的傳播速度不同，因而可以把這兩個(gè)區(qū)域看作是不同的介質(zhì)。在實(shí)物投影儀上進(jìn)行演示：（1）在水波槽的一部分底面上放一塊玻璃板，把槽分成深水區(qū)和淺水區(qū)兩部分。（2）讓水波由深水區(qū)射到兩個(gè)區(qū)域的界面上，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。觀察到的現(xiàn)象：看到波由深水區(qū)進(jìn)入淺水區(qū)能繼續(xù)傳播，但是改變了傳播方向。學(xué)生閱讀課文，解答下列思考題（1）什么是波的折射？（2）什么叫入射角和折射角？（3）在波的折射中遵循什么規(guī)律？教師總結(jié)（1）波從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播的方向會(huì)發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做波的折射。（2）折射波的波線界與界面法線之間的夾角r叫做折射角。（3）在波的折射中遵循下列規(guī)律：折射波與入射波的頻率相同折射波和入射波的波速和波長(zhǎng)不同在波的折射中，入射角和折射角之間有下述關(guān)系其中v1和v2是在介質(zhì)和介質(zhì)中的波速。由于波速是由介質(zhì)決定的，故是一個(gè)只與兩種介質(zhì)有關(guān)而與入射角無(wú)關(guān)的常數(shù)，叫做第2種介質(zhì)相對(duì)第1種介質(zhì)的折射率。用表示，則如果第2種介質(zhì)中的波速小于第1種介質(zhì)中的波速，波在進(jìn)入第2種介質(zhì)后，傳播方向?qū)⑾蚍ň€靠攏。這與實(shí)驗(yàn)得到的波的折射定律一致。在水波的折射演示實(shí)驗(yàn)中，水波到達(dá)淺水區(qū)后，傳播方向向法線靠攏，說(shuō)明水波的傳播速度與水深有關(guān)，水越淺，傳播速度越小。強(qiáng)化訓(xùn)練（1）如圖所示是一列機(jī)械波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)中的波速為v1，波在介質(zhì)中的波速為v2，則v1v2為（ ）A1 B1 C D（2）在平緩的海灘上會(huì)看到，不論海中的波向什么方向傳播，當(dāng)?shù)竭_(dá)岸邊時(shí)總是大約沿著垂直于岸的方向傳來(lái)，試解釋這種現(xiàn)象。學(xué)生解答，教師在實(shí)物投影儀上評(píng)析參考答案：（1）=60，=45 本題選C2.略（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了一個(gè)原理、二種現(xiàn)象、五個(gè)概念、二條規(guī)律一個(gè)原理：惠更斯原理二種現(xiàn)象：波的反射和波的折射五個(gè)概念：波面、波線、入射角、反射角、折射角二條規(guī)律：波的反射規(guī)律（1）入射波的波線、反射波的波線和界面法線在同一平面內(nèi)，反射角等于入射角。（2）反射波的波長(zhǎng)、頻率和波速都跟入射波的相同。波的折射規(guī)律：（1）入射波的波線、折射波的波線和界面法線在同一平面內(nèi)。（2）入射角的正弦與折射角的正弦之比，等于波在第一種介質(zhì)中的傳播速率與在第二種介質(zhì)中的傳播速率之比，即：。（四）課余作業(yè)1完成P38“問題與練習(xí)”的題目。2閱讀教材后面的“科學(xué)漫步”欄目中的短文回聲、混響和建筑聲學(xué)。附：本節(jié)教材分析本節(jié)講述波的反射和折射現(xiàn)象，這是所有波動(dòng)形式的共同特征.在教學(xué)時(shí)要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容多做相應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)觀察現(xiàn)象得出結(jié)論；還要多舉實(shí)際例子，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)波的反射和折射現(xiàn)象.另外，要多結(jié)合一些聲現(xiàn)象加以分析，以開闊視野，增加興趣。課后訓(xùn)練1教室中未放入桌凳前說(shuō)話常有嗡嗡的尾聲，擺了桌凳坐滿了學(xué)生后這種現(xiàn)象減輕到似乎聽不到了，這是因?yàn)開2劇院內(nèi)墻上敷上一層帶孔的紙板，或者粘上許多小泥團(tuán)，這是為了_3如果旅游者走過(guò)一個(gè)山谷，他拍手以后經(jīng)過(guò)0.5 s聽到右邊山坡反射回來(lái)的聲音，經(jīng)過(guò)1.5 s聽到左邊山坡反射回來(lái)的聲音，則這個(gè)山谷的寬度大約是_ m.4聲波在空氣中的傳播速度為340 m/s，一木匠在屋頂上每秒敲打2下，一觀察者恰巧在看到木匠把錘舉到最高時(shí)，聽見敲打的聲音，如果木匠上舉和下?lián)翦N的時(shí)間相等，則觀察者和木匠之間的最短距離是_ m，如果觀察者是在遠(yuǎn)處借助儀器看到木匠的動(dòng)作和聽到敲釘?shù)穆曇?，若用n表示聽到響聲后看到木匠把錘舉到最高處的次數(shù)，則它們之間可能距離的一般表達(dá)式為_m5人們聽不清對(duì)方說(shuō)話時(shí)，除了讓一只耳朵轉(zhuǎn)向?qū)Ψ?，還習(xí)慣性地把同側(cè)的手附在耳邊，這樣做是利用聲波的_提高耳的接收能力6利用超聲波可以探測(cè)魚群的位置，在一只裝有超聲波和接受裝置的漁船上，當(dāng)它向選定的方向發(fā)射出頻率為5.8104Hz的超聲波后，經(jīng)過(guò)0.64 s收到魚群反射回來(lái)的反射波，已知5.8104Hz的超聲波在水中的波長(zhǎng)為2.5 cm，則這群魚跟漁船的距離為_m7為了測(cè)海的深度，一同學(xué)利用電子發(fā)聲器對(duì)著海面發(fā)聲，測(cè)得2.2秒后聽到回聲，已知聲音在水中的速度是1450m/s，此處海有多深？參考答案：1人和凳吸收了部分聲波，減弱了回聲2讓墻吸收部分聲波，減少反射，使演員的聲波與反射聲波適當(dāng)混合，改善聲響效果3340 m485；s=85（2n+1） nN提示：由于木匠上舉和下?lián)翦N的時(shí)間相等，則每次上舉時(shí)間 s，觀察者和木匠之間的最短距離為s1=vt=340m=85 m.若用n表示聽到響聲后已看到木匠把錘舉到最高處的次數(shù)，則它們之間的距離的一般表達(dá)式s2=vt（2n+1）=340 （2n+1）=85（2n+1） nN。5反射6464 m 71595 m