第一節(jié)：波的形成和傳播 教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、知道直線上機械波的形成過程． 2、知道什么是橫波，知道波峰和波谷；知道什么是縱波，知道疏部和密部． 3、知道 "機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機械波 " ．知道波在傳播運動形成的同時 也傳遞了能量． 4、通過學(xué)習(xí)使學(xué)生能明白用語言交流是利用聲波傳遞信息等生活中的機械波． （二）能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察能力以及對科學(xué)的探究精神． 教學(xué)重點 機械波的形成過程及描述 教學(xué)難點 機械波的形成過程及描述 教學(xué)用具 1、演示繩波的形成的長繩； 2、橫波、縱波演示儀； 教學(xué)步驟 引入新課 我們已學(xué)習(xí)過機械振動， 它是描述單個質(zhì)點的運動形式， 這一節(jié)課我們來學(xué)習(xí)由大量質(zhì) 點構(gòu)成的彈性媒質(zhì)整體的一種運動形式——機械波。 1、機械波的產(chǎn)生條件是什么？ 演示——水波： 教師用幻燈機做實驗： 使平靜的水面振動， 會看到水面上一圈圈起伏不平 的波紋逐漸向四周傳播出去，形成水波。 演示——繩波：用手握住繩子的一端上下抖動，就會看到凸凹相間的波向繩的另一端 傳 播出去，形成繩波。 以上兩種波都可以叫做機械波。 教師提問：水波離開水能看到上面的現(xiàn)象嗎繩波離開繩行嗎 學(xué)生回答：不行。 教師提問：當(dāng)振動停止后我們又看到了什么現(xiàn)象 學(xué)生回答：傳出去的仍然在傳播，以后水(繩)都靜止不動了。 請學(xué)生總結(jié)：(教師可引導(dǎo)) (1) 機械波的概念：機械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機械波 (2) 機械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。 振源——產(chǎn)生機械振動的物質(zhì)，如在繩波中的手的不停抖動就是振源。 介質(zhì)一一傳播振動的媒質(zhì)，如繩子、水。 2、機械波的形成過程(用課件把繩波的運動展示) (1) 介質(zhì)模型：把介質(zhì)看成由無數(shù)個質(zhì)點彈性連接而成，可以想象為 (圖1 所示) 來，從而使振動向遠處傳播。例如：圖 2表示繩上一列波的形成過程。圖中 1到18各小點 代表繩上的一排質(zhì)點， 質(zhì)點間有彈力聯(lián)系著。 圖中的第一行表示在開始時刻 (t = 0)各質(zhì)點的 位置，這時所有質(zhì)點都處在平衡位置。其中第一個質(zhì)點受到外力作用將開始在垂直方向上做 簡諧運動，設(shè)振動周期為 T,則第二行表示經(jīng)過了 T/4時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點 1已達 到最大位移，正開始向下運動； 質(zhì)點2的振動較質(zhì)點1落后一些，仍向上運動；質(zhì)點 3更落 后一些，此時振動剛傳到了質(zhì)點 4。第三行表示經(jīng)過了 T/ 2時各質(zhì)點的位置，這時質(zhì)點 1 又回到平衡位置，并繼續(xù)向下運動，質(zhì)點 4剛到達最大位移處，此時振動傳到了質(zhì)點 7。依 次推論，第四、五、六行分別表示了經(jīng)過 3T/4、和5T/4后的各質(zhì)點的位置，并分別顯示 了各個對應(yīng)時刻所有質(zhì)點所排列成的波形。 教師講解后，請學(xué)生討論機械波在傳播過程中的特點： 3、對機械波概念的理解 (1) 機械波是構(gòu)成介質(zhì)的無數(shù)質(zhì)點的一種共同運動形式； (2) 當(dāng)介質(zhì)發(fā)生振動時，各個質(zhì)點在各自的平衡位置附近往復(fù)運動，質(zhì)點本身并不隨波 遷移，機械波向外傳播的只是機械振動的形式 (演示橫波演示器)； (3) 波是傳播能量的一種方式。 4、波的種類： 按波的傳播方向和質(zhì)點的振動方向可以將波分為兩類：橫波和縱波。 (1)橫波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直。 波形特點：凸凹相間的波紋 (觀察橫波演示器)， 叫起伏波。如圖3波形所示。 (2)縱波的定義：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在一條直線上。 波形特點：疏密相間的波形，又叫疏密波。如圖 4波形所示。 偎4 舉例：聲波是縱波，其中：振源——聲帶，介質(zhì)——空氣、液體、固體。 聲波在空氣中的傳播速度大約為： 340m/s； 聲波在水中中的傳播速度大約為： 1500m/s ； 聲波在鋼鐵中的傳播速度大約為： 5000m/s ； 地震波既有橫波又有縱波。其中橫波和縱波的傳播速度不同。 水波既不是橫波也不是縱波，叫做水紋波。 同步訓(xùn)練： 1. 關(guān)于機械波的概念，下列說法中正確的是（ ） A． 質(zhì)點振動的方向總是垂直于波傳播的 B． 簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個完整波形的兩質(zhì)點振動位移的大小始終相等 C． 任一個振動質(zhì)點每經(jīng)過一個周期沿波的傳播方向移動一個完整的波形 D． 相隔一個周期的兩時刻，簡諧波的波形相同 2 ．下列有關(guān)機械振動和機械波的說法中正確的是（ ） A. 某物體做機械振動，它周圍的介質(zhì)中就一定產(chǎn)生機械波 B. 波源停止振動后，已形成的機械波仍能在介質(zhì)中繼續(xù)傳播 C. 機械波傳播的只是機械振動的形式和能量，參與波動的質(zhì)點不隨波遷移 D. 振動是變速的，波動是勻速的 思考題 機械振動與機械波的關(guān)系 小結(jié)：機械波的概念，機械波的產(chǎn)生條件，波的種類 布置作業(yè)： 26 頁問答與練習(xí) 1， 2必做， 3題選做 板書設(shè)計： 機械波 （1） 機械波的概念：機械振動在介質(zhì)中的傳播就形成機械波 (2) 機械波的產(chǎn)生條件：振源和介質(zhì)。 (3) 波的種類：橫波和縱波 教后記： 第二節(jié) 波的圖象 教學(xué)目標(biāo)： 知識目標(biāo) ： 1. 理解波的圖象的物理意義及簡諧波的概念 2．能根據(jù)波的圖象，確定各質(zhì)點的振動方向 3. 知道波的圖象與振動圖象的區(qū)別 能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)象的觀察能力以及對科學(xué)的探究精 神. 重點、難點：波的圖象的物理意義及應(yīng)用 教學(xué)步驟 新課導(dǎo)入：過去我們研究的是一個質(zhì)點的運動情況 ，波卻是一個質(zhì)點很多質(zhì)點的 運動。為了表示這么多質(zhì)點在同一時刻的運動情況，圖像是一個很有用的工具。 這節(jié)課我們來研究布偶的圖像， 師:下面請同學(xué)們觀察橫波形成的過程及縱波形成過程，之后試畫出橫波波形圖 和縱波波形圖? 橫波演示：利用橫波演示儀進行，老師先演示一遍，再請學(xué)生來做體驗過程 縱波演示：利用縱波演示儀進行，老師先演示一遍，再請學(xué)生來做體驗過程 老師引導(dǎo)學(xué)生分析指點離開平衡位置的位移以及想想生活中的合影照的樣子啟 發(fā)學(xué)生畫出波的圖像 生：畫圖 師；展示學(xué)生畫圖，帶領(lǐng)學(xué)生找特點，補充不足，進行總結(jié)。進行板書 【板書】一、波的圖象 1?波動特點：波在傳播過程中，同一時刻各質(zhì)點的空間位置分布不同， 如圖所示, 虛線表示各質(zhì)點的平衡位置，圖中也反映了該時刻各個質(zhì)點偏離平 衡位置的位移。 2?波的圖象（波形圖或波形曲線）： ① 物理意義：描述同一時刻各質(zhì)點偏離平衡位置的位移， 即同一時刻各質(zhì)點的空 間位置分布情況 ② 描述方法：平面直角坐標(biāo)系 橫坐標(biāo)（X）:表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置 縱坐標(biāo)（Y）:表示某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移， 規(guī)定在橫波中位移 的方向向上為正，向下為負 ③ 圖象形式：正弦曲線（余弦曲線） 1?已知波的傳播方向，確定質(zhì)點的振動方向 例1?某時刻一列簡諧波的圖象如圖所示，若波向右傳播，試確定該時刻各質(zhì)點 的振動方向，若波向左傳播 ，該時刻各質(zhì)點的振動方向如何 y x 2.已知質(zhì)點的振動方向，確定波的傳播方向 例2?某時刻一列簡諧波的圖象如圖所示, 該時刻質(zhì)點A的振動方向向下，試確 定該波是向右傳播還是向左傳播, 方向如何 若該時刻質(zhì)點A的振動方向向上，該波的傳播 x A向下振動，波向 左 傳播 A向上振動，波向右 傳播 3?已知某時刻t的波形圖，求作 t+ △ t時刻的波形圖 例3?某時刻兩列簡諧波的圖象如圖所示， 分別向右、向左傳播，試作出該時刻 后T/4、T/2、、T后的波形圖。（答案略） 象\ 圖\ \較 、比 振動圖象 波的圖象 相同點 都是正弦（余弦）曲線 不 同 占 八、、 研究 對象 單個質(zhì)點 連續(xù)介質(zhì)（無數(shù)個質(zhì)點） 研究 內(nèi)容 質(zhì)點在振動過程中位移隨時間 的變化規(guī)律 某一時刻連續(xù)介質(zhì)中各質(zhì)點的 空間分布 圖象 變化 圖象隨時間起點的選擇而不同 圖象隨時刻的選擇而不同 例題4、一列簡諧橫波，在t=0時波形如圖7—8所示，P、Q兩點的坐標(biāo)分別 【板書】三、波的圖象與振動圖象的區(qū)別: 為-1m、-7m,波的傳播方向由右向左，已知t=時，P點第二次出現(xiàn)波峰，貝① 此波的周期是多少②此波的波長是多少③當(dāng) t=時P點的位移④從t=0到t=質(zhì)點 P的路程是多少 思路分析：由t=0時刻的波形圖 由右向左傳播可知：以后每個質(zhì)點開始振動時應(yīng)向上振動， 而波傳播到P點需半 7 個周期，當(dāng)t=時，P點第二次出現(xiàn)波峰，可見P點在內(nèi)完成了 -次全振動，則可 求得波的周期。質(zhì)點在一個周期內(nèi)的路程是 4A。 7 解：①由分析可知：I T= T=。 ② 由波的圖象可知：入=4cm ③ 由分析可得：x=0 ④由分析可得：s=X 4A=X 4X 2=12cm 同步訓(xùn)練 1 ? 一列橫波沿繩子向右傳播，某時刻形成 如圖所示的凸凹形狀，此時繩上 A B、C、 D E、F六個質(zhì)點（ ） A. 它們的振幅相同 B. 其中D F速度方向相同 C. 其中A C速度方向相同 D. 從此時算起，B比C先回到平衡位置 2?—列波在介質(zhì)中向某一方向傳播，如圖所示為此波在某一時刻的波形圖，并 且此時振動只發(fā)生在 M N之間，并知此波的周期為T，Q質(zhì)點速度方向在波形圖 中是向下的，下面說法中正確的是（ ） A.波源是M,由波源起振開始計時, B.波源是N,由波源起振開始計時, C. 波源是N,由波源起振開始計時, D. 波源是M由波源起振開始計時, P點已經(jīng)振動時間- 4 P點已經(jīng)振動時間- 4 P點已經(jīng)振動時間T P點已經(jīng)振動時間3T 4 3?如圖10—12所示，為一列簡諧波在某一時刻的波形圖，以下判斷正確的是 （ ） A. A C兩點的振幅相同 B. B點此時的振動方向一定沿y軸正方向 C. A C兩點的位移相同 D. 在同一振動圖象中畫出的 A、B兩質(zhì)點的振動圖線完全一樣 4.如圖10—13所示為簡諧波某時刻的波形圖，圖上a點和b點表示兩質(zhì)點在該 時刻的位置，它們的 y坐標(biāo)絕對值相同。對此兩質(zhì)點，下列判斷正確的是 A. 該時刻位移相同 B. 該時刻加速度相同 C. 該時刻速度方向相同 D. 該時刻加速度方向相同 課堂小結(jié)： 1知識上 本節(jié)我們學(xué)習(xí)了 波的圖象 2方法上 利用圖像特點解決問題的方法。 布置作業(yè)：p28問答與練習(xí)2、3必做，4題選做 板書設(shè)計： 2波的圖像 、波的圖象 四、同步訓(xùn)練 、波的圖象的應(yīng)用: 例1. 例2 例3 例4 小結(jié) 三、波的圖象與振動圖象的區(qū)別 教后記: 第三節(jié)：波長、頻率和波速 教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、 掌握波長、頻率、波速的物理意義； 2、 能在機械波的圖象中識別波長； 3、 掌握波長、頻率和波速之間的關(guān)系，并會應(yīng)用這一關(guān)系進行計算和分析問題; （二）能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生閱讀材料、識別圖象、鉆研問題的能力. 教學(xué)重點：波長、頻率和波速之間的關(guān)系 教學(xué)難點：波長、頻率和波速之間的關(guān)系 教學(xué)方法：討論、分析、講授 教學(xué)用具：橫波演示器 教學(xué)步驟 一、引入新課 教師用計算機幻燈（PPT）展示簡諧橫波的圖象，如圖所示: 教師提問：二=0、T =、工=、K =、：：=、—=這些質(zhì)點的振動方向如何請學(xué)生 回答。 學(xué)生回答： 疋=0向下振動；T =速度等于0;工‘=向上振動；-=速度等于0;兀=向下振動；二=速 度等于0;工=向上振動 教師提問：在這些質(zhì)點中振動相同的是哪些點 學(xué)生回答：=0工=向下振動、 v =工=向上振動、-=、=二=速度等于0。 教師提問：在以上三組相同中又有什么不同呢 學(xué)生回答：前兩組的質(zhì)點的振動是完全相同，后一組有不同的。 教師提冋：振動完全相同指什么 學(xué)生回答：指：質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度、速度都相同。 教師提問：相鄰的振動完全相同的質(zhì)點間的水平距離都相等嗎請學(xué)生討論。 教師可在教室里指導(dǎo)個別學(xué)生，并與學(xué)生討論學(xué)生提出的問題。 教師總結(jié)：這就是波長，用 八表示，單位是米 教師板書： 一、波長：在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫波長 1、單位：米 了 （門，則波傳播的頻率和周期是多少 所以每個質(zhì)點的振動頻率或周期也是 -■ -- O教 「，振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個波長 2、符號表示：亠 教師提問：設(shè)波源的振動頻率（周期）是 學(xué)生回答：也是 教師提問：為什么 請學(xué)生討論 教師總結(jié)：因為每個質(zhì)點都在做受迫振動， 師用橫波演示器給學(xué)生講解：經(jīng)過一個周期 丄；經(jīng)過半個周期，振動在介質(zhì)中的傳播的距離等于半個波長；經(jīng)過四分之一個周期，振 動在介質(zhì)中的傳播的距離等于一個波長的四分之一。 教師板書： V = — = 二、 總結(jié)出波長、頻率和波速的關(guān)系： 廠 三、 應(yīng)用 例題：如圖中的實線是一列簡諧波在某一時刻的波形曲線 ?經(jīng)后，其波形如圖中虛線所 示?設(shè)該波的周期 「大于. (1) 如果波是向左傳播的，波速是多大波的周期是多大 (2) 如果波是向右傳播的，波速是多大波的周期是多大 分析：根據(jù)題意，這列波的周期大于，所以經(jīng)過的時間， 這列波傳播的距離不可能大于 一個波長.當(dāng)波向左傳播時，圖中的波峰 1只能到達波峰2，而不可能向左到達更遠的波 峰.當(dāng)波向右傳播時，圖中的波峰 1只能到達波峰3，而不可能向右到達更遠的波峰 .已知傳 播的時間為由圖可以知道波的傳播距離 ■,由公式| 一丄⑴就可以求出波速■'.由圖 可以知道波長“，由公式 一 就可以求出周期 -. 解： 1、如果波是向左傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實線所示的波形向左 移動了 6cm(匸'■個波長)，由此可求出波速為 '-■ = 0.12m/s 波的周期為: 7 = 2/v = 2、如果波是向右傳播的，從圖可以看出，虛線所示的波形相當(dāng)于實線所示的波形向右 移動了 18 cm( 4個波長)，由此可求出波速為 卩=牢=0.36m/s 波的周期為： 波動問題的多解性： 波在傳播過程中由于時間上的周期性、 空間上的周期性、及傳播方向的雙向性是導(dǎo)致波 動問題的多解性的原因，若加限定條件，可使無限解轉(zhuǎn)化為有限解或唯一解，具體表現(xiàn)在： 1. 波的傳播方向不確定必有兩種可能解 2?波形變化時間與周期關(guān)系不確定必有系列解 3?波形移動距離與波長關(guān)系不確定必有系列解 例：一列波在ti時刻的波形圖如圖中的實線所示， t2時刻的波形圖如圖中的虛線所示，已 知厶t=t 2- t 1=,求 ①這列波可能的波速 例：如圖，一根張緊的水平繩上有相距 14m的a、b兩點，b點在a點的右方，當(dāng)一列簡諧 波沿此繩向右傳播時，若 a點處于波峰位置時，b點恰處于平衡位置，且向下運動，經(jīng)過秒 后，a位于平衡位置，且向下運動，而b點恰處于波谷位置，求這列波可能的波速(V=14(4n +1)/ (4k+3)) 同步訓(xùn)練 1由原點0處的波源發(fā)生的一列簡諧波沿 x軸正向傳播，在t=0時刻的波形曲線如圖10 — 25所示，已知這列波的質(zhì)點 P連續(xù)出現(xiàn)兩次波峰的時間間隔為，則（ A. 這列波的波長為5cm B. 這列波的傳播速度為 10m/s C. 當(dāng)t=時，質(zhì)點Q第 一次到達波峰 D. 質(zhì)點Q到達波峰時， 質(zhì)點 P恰好到達波谷 y 2 0 2 /cm P：\ J、 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x/m 平衡位置上，求從tl=0到t2=這段時間內(nèi)，質(zhì)點 M通過的路程和位移各多大 I B I 20 40 60 ? 80 2.如圖10 — 26所示為一簡諧波在ti=0時刻的波的圖象，波的傳播速度 v=2m/s，質(zhì)點M在 3. 如圖10 — 27所示，A B 一列簡諧橫波中的兩點，某時刻， A正處于正向最大位移處，另 一點B恰好通過平衡位置向-y方向振動。已知A B的橫坐標(biāo)分別為XA=0,XB=70m并且波長 入符合不等式：20m＜入＜80m,求波長入. 四、 小結(jié)：波長、頻率、波速及關(guān)系 五、 作業(yè)：p31與練習(xí)2、3必做，4、5做 板書設(shè)計： 一、波長：在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點間的距離，叫波長 1、單位：米 2、符號表示: 二、周期： 1、單位：秒 (S) 2、符號： T 三 、頻率： 1、單位：赫茲 (Hz) 2、符號： f 教后記： 第四節(jié) 波的反射和折射 教學(xué)目標(biāo) (一) 知識與技能 1、知道波傳播到兩種介質(zhì)交界面時會發(fā)生反射和折射。 2、知道波發(fā)生反射時，反射角等于入射角，反射波的頻率、波速和波長都與入射波相 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）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生對實驗的觀察、分析和歸納的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對現(xiàn)象的觀察、解釋、培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。 教學(xué)重點 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)生折射時的頻率、波速和波長都不改變。 教學(xué)難點 用波的反射和折射現(xiàn)象解決實際問題。 教學(xué)方法 自學(xué)輔導(dǎo)法 教學(xué)用具： 水波槽，長木板和厚玻璃板各一塊 教學(xué)過程 （一）引入新課 ［情景］一位演員在山中唱山歌，歌聲繚繞不斷。 ［提出問題］為什么會產(chǎn)生上述現(xiàn)象 使我 ［學(xué)生討論分析］上述實事中： 演員發(fā)出的聲波傳到山崖時， 會返回來繼續(xù)傳播， 們聽到回聲，這屬于聲波的反射現(xiàn)象。 思考：水波在傳播過程中遇到障礙物時，能不能產(chǎn)生反射現(xiàn)象呢 做演示實驗：在水波槽的裝置中，把一根金屬絲固定在振動片上。 a.讓振動片開始振動，金屬絲將周期性地觸動水面，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?在水槽中放一塊長木板，讓波源發(fā)出圓形波，觀察水波遇到長木板后發(fā)生的現(xiàn)象。 觀察到的現(xiàn)象：從波源發(fā)出的圓形波遇到長木板后，有一列圓形波從長木板反射回來。 教師：波的反射現(xiàn)象中遵循哪些規(guī)律呢這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)的內(nèi)容。 (二) 進行新課 1. 波面和波線 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 32、33頁有關(guān)內(nèi)容，思考問題: (1) 什么是波面什么是波線 (2) 對于水波和空間一點發(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方向傳播的波峰(或波谷)在同一時刻構(gòu)成的， 叫做波面。 (2) 圖中與各個波面垂直的線叫波線，用來表示波的傳播方向。 2.惠更斯原理 教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 33頁有關(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 34頁有關(guān)內(nèi)容，體會用惠更斯原理對波的反射過程的解釋。 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): (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： ① 反射角等于入射角 ② 反射波的波長、頻率和波速都跟入射波的相同。 ［試一試：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) 講演時聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時間 現(xiàn)象一：夏日的雷聲有時轟鳴不絕，原因是聲波在云層里多次反射形成的。 現(xiàn)象二：在空房間里講話，會感到聲音更響，是因為聲波在普通房間里遇到墻壁、 地面、 天花板等障礙物發(fā)生反射時， 由于很近，回聲和原聲幾乎同時到達人耳， 而人耳只能區(qū)分開 相差s以上的兩個聲音.所以在房間里聽不到回聲，只會感到聲音比在野外大些。 現(xiàn)象三：講演廳內(nèi)聽到聲音發(fā)出后還能持續(xù)一段時間， 是由于聲波在室內(nèi)傳播時， 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)過多次反射和吸收， 最后才消失，我們就會感覺到聲源停止發(fā)聲后， 還會持續(xù)一段時間。 ［強化訓(xùn)練］ (1)為了測海的深度，一同學(xué)利用電子發(fā)聲器對著海面發(fā)聲，測得 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 參考答案： (1)解：鐘表測出的時間是從聲音發(fā)出的障礙物(海底) ，把聲音反射回來的時間，由 這個時間求得的距離應(yīng)除以 2才是所求的距離. 1 ???海底深度 s= X 1450 m/s x s=1595 m 2 4 ?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)進入另一種介質(zhì)時，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢 學(xué)生會結(jié)合初中學(xué)過的光的折射現(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，來研究波的折射現(xiàn)象。 ［演示實驗］ 實驗準(zhǔn)備題：要讓水波從一種介質(zhì)進入另一種介質(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) ，由于水波在這兩個區(qū)域的傳播速度不 同，因而可以把這兩個區(qū)域看作是不同的介質(zhì)。 在實物投影儀上進行演示： (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，傳播的方向會發(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： ① 折射波與入射波的頻率相同 ② 折射波和入射波的波速和波長不同 ③ 在波的折射中，入射角 1和折射角2之間有下述關(guān)系 sin 1 v1 sin 2 V2 其中vi和V2是在介質(zhì)i和介質(zhì)n中的波速。 由于波速是由介質(zhì)決定的， 故v是一個只 V2 與兩種介質(zhì)有關(guān)而與入射角無關(guān)的常數(shù)，叫做第 2種介質(zhì)相對第1種介質(zhì)的折射率。用 n12 表示，則門伐 V2 如果第2種介質(zhì)中的波速小于第 1種介質(zhì)中的波速，波在進入第2種介質(zhì)后，傳播方向 將向法線靠攏。這與實驗得到的波的折射定律一致。 在水波的折射演示實驗中， 水波到達淺水區(qū)后， 傳播方向向法線靠攏， 說明水波的傳播 速度與水深有關(guān)，水越淺，傳播速度越小。 ［強化訓(xùn)練］ (1)如圖所示是一列機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì) 中發(fā)生的現(xiàn)象，已知波在介質(zhì)i中的波速為 V1,波在介質(zhì)n 中的波速為V2,貝U V1 : V2為 () A. 1 : 2 B 解析：(1) 1 =60° 2 =45 V V2 sin 1 sin 2 2 : 1 C . .3 : . 2 D . 2 : . 3 ???本題選C (三) 課堂總結(jié)、 本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了一個原理、二種現(xiàn)象、五個概念、二條規(guī)律 布置作業(yè)： 1?完成P36 “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)》 板書設(shè)計： 1、 一個原理：惠更斯原理 2、 二種現(xiàn)象：波的反射和波的折射 3、五個概念：波面、波線、入射角、反射角、折射角 4、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、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： sin i vi 。 sin 2 v2 教后記: 第五節(jié)：波的衍射 教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、 知道什么是波的衍射現(xiàn)象和發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件． 2、知道衍射現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象． 3、通過觀察水波的衍射現(xiàn)象，認識衍射現(xiàn)象的特征． （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生對實驗的觀察、分析和歸納的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過對現(xiàn)象的觀察、解釋、培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。 教學(xué)重點 : 波的衍射 教學(xué)難點 : 產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件的理解 教學(xué)方法 : 實驗討論法 教學(xué)用具 : 水槽演示儀，長條橡膠管 教學(xué)過程 引入新課： 我們向平靜的湖面上投入一個小石子， 可以看到石子激起的水波形成圓形的波紋， 并向 周圍傳播．當(dāng)波紋遇到障礙物后會怎樣 請學(xué)生思考、想象、猜測． （本節(jié)課就要通過對現(xiàn)象的觀察，對其進行初步解釋． ） 一、波的衍射 1、波的衍射現(xiàn)象： 首先觀察水槽中水波的傳播：圓形的水波向外擴散， 越來越大．然后，在水槽中放 入一個不大的障礙物，觀察水波繞過障礙物傳播的情況．由此給出波的衍射定義． 讓學(xué)生仔細觀察演示現(xiàn)象． 請學(xué)生思考討論后給出定義，教師請學(xué)生回答并板書． 波繞過障礙物的現(xiàn)象，叫做波的衍射． 引導(dǎo)學(xué)生觀察：在水槽中放入一個有孔的障礙物，水波通過孔后也會發(fā)生同樣的現(xiàn)象 ——衍射現(xiàn)象．再請學(xué)生看教材中的插圖，解釋“繞過障礙物”的含義． 2、發(fā)生明顯波的衍射的條件： 在前面觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進行下面的觀察： ① 在不改變波源的條件下，將障礙物的孔由較大逐漸變小?可以看到波的衍射現(xiàn)象越 來越明顯． ② 引導(dǎo)學(xué)生思考：障礙物的大小變化也會引起上述現(xiàn)象嗎？ 由此得出結(jié)論：障礙物越小，衍射現(xiàn)象越明顯. ③ 在不改變障礙物大小的條件下，使水波的波長逐漸變大或逐漸變小.請學(xué)生回答是 否也出現(xiàn)上述現(xiàn)象. 弓I導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：當(dāng)障礙物的大小與波長相差不多時，波的衍射現(xiàn)象較明顯. （教師板書） 發(fā)生明顯衍射的條件是：障礙物或孔的大小比波長小，或者與波長相差 不多. 最后告訴學(xué)生：波的衍射現(xiàn)象是波所特有的現(xiàn)象. （只有明顯與不明顯） 二、應(yīng)用 請學(xué)生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的衍射現(xiàn)象，舉例說明： 例1、俗話說：“隔墻有耳”：是聲波的衍射現(xiàn)象，既聲音繞過障礙物到了耳朵. 例2、水波的衍射現(xiàn)象. 例3、在房間中可以接受到收音機和電視信號，是電磁波的衍射現(xiàn)象. 三、布置作業(yè)： 必做題：P38問題與練習(xí)1、2 選做： 課時卷3、4、5、6 小結(jié)：波的衍射定義、現(xiàn)象解釋 教后記： 第六節(jié)：波的干涉 教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、知道兩列頻率相同的波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象；知道干涉現(xiàn)象的特點． 2、知道波的干涉現(xiàn)象是特殊條件下的疊加現(xiàn)象，知道干涉現(xiàn)象是波特有的現(xiàn)象． 3、通過觀察波的獨立前進，波的疊加和水波的干涉現(xiàn)象，認識波的干涉條件及干 涉現(xiàn)象的特征． （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生對實驗的觀察、分析和歸納的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生觀察生活，探索知識的能力。 教學(xué)重點 : 波的疊加及發(fā)生波的干涉的條件． 教學(xué)難點 : 對穩(wěn)定的波的干涉圖樣的理解． 教學(xué)方法 : 觀察、實驗討論法、練習(xí)講授 教學(xué)用具 : 水槽演示儀，長條橡膠管， 教學(xué)過程 新課引入： 問題 1：上節(jié)課我們研究了波的衍射現(xiàn)象，什么是波的衍射現(xiàn)象呢（生：波繞過障礙物 的現(xiàn)象） 問題 2：發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是什么（生：障礙物或孔的大小比波長小，或者與 波長相差不多） 這節(jié)課我們研究波的干涉現(xiàn)象， 如果同時投入兩個小石子， 形成了兩列波， 當(dāng)它們相遇 在一起時又會怎樣請學(xué)生注意觀察演示實驗． 一、波的干涉 觀察現(xiàn)象： ① 在水槽演示儀上有兩個振源的條件下， 單獨使用其中的一個振源， 水波按該振源的振 動方式向外傳播；再單獨使用另一個振源，水波按該振源的振動方式向外傳播. 學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象結(jié)論： 每一個波源都按其自己的方式， 在介質(zhì)中產(chǎn)生振動， 并能使介質(zhì)將這 種振動向外傳播. ② 找兩個同學(xué)拉著一條長繩，讓他們同時分別抖動一下繩的端點， 則會從兩端各產(chǎn)生一 個波包向?qū)Ψ絺鞑?當(dāng)兩個波包在中間相遇時，形狀發(fā)生變化，相遇后又各自傳播. （由于 這種現(xiàn)象一瞬間完成，學(xué)生看不清楚，教師可用計算機多媒體演示） 學(xué)生總結(jié)現(xiàn)象結(jié)論：波相遇時，發(fā)生疊加?以后仍按原來的方式傳播，是獨立的. 1. 波的疊加： 在前面的現(xiàn)象的觀察的基礎(chǔ)上，向?qū)W生說明什么是波的疊加. 教師板書：兩列波相遇時，在波的重疊區(qū)域，任何一個質(zhì)點的總位移都等于兩列波分別引起 的位移的矢量和. 結(jié)合圖下圖解釋此結(jié)論. 審— —x__. 解釋時可以這樣說：在介質(zhì)中選一點 □為研究對象， 在某一時刻，當(dāng)波源I的振動傳播到丄二點時，若恰好是 波峰，則引起 「點向上振動；同時，波源 2的振動也傳 播到了「點，若恰好也是波峰，則也會引起 廠點向上振 動；這時，「'點的振動就是兩個向上的振動的疊加， 戸 點的振動被加強了.（當(dāng)然，在某一時刻，當(dāng)波源 1的振 動傳播到 F點時，若恰好是波谷，則引起戶點向下振動；同時，波源 2的振動傳播到了 「 點時，若恰好也是波谷, 則也會引起「點向下振動；這時， P點的振動就是兩個向下的振 動的疊加， F點的振動還是被加強了.）用以上的分析，說明什么是振動加強的區(qū)域. 波源I經(jīng)過半周期后，傳播到P點的振動變?yōu)椴ü龋?就會使P點的振動向下，但此時波 源2傳過來的振動不一定是波谷 （因為兩波源的周期可能不同 ），所以，此時P點的振動可能 被減弱，也可能是被加強的. （讓學(xué)生來說明原因） 問題：如果希望P點的振動總能被加強，應(yīng)有什么條件如果在介質(zhì)中有另一質(zhì)點 Q希 望Q點的振動總能被減弱，應(yīng)有什么條件 教師總結(jié)：波源1和波源2的周期應(yīng)相同. 2波的干涉： 觀察現(xiàn)象：③水槽中的水波的干涉.對水波干涉圖樣的解釋中，特別要強調(diào)兩列水波的 頻率是相同的，所以產(chǎn)生了在水面上有些點的振動加強， 而另一些點的振動減弱的現(xiàn)象， 加 強和減弱的點的分布是穩(wěn)定的. 詳細解釋教材中給出的插圖，如下圖所示?在解釋和說明中， 特別應(yīng)強調(diào)的幾點是：① 此圖是某時刻兩列波傳播的情況； ②兩列波的頻率（波長）相等；③當(dāng)兩列波的波峰在某點相 遇時，這點的振動位移是正的最大值，過半周期后，這點就是波谷和波谷相遇，則這點的振 動位移是負的最大值；④振動加強的點的振動總是加強的， 振動減弱的點的振動總是減弱的. 讓學(xué)生思考和討論，并在分析的基礎(chǔ)上，給出干涉的定義： （教師板書）頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱， 并且 振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔， 這種現(xiàn)象叫波的干涉，形成的圖樣叫做波的干涉圖樣. 請學(xué)生反復(fù)觀察水槽中的水波的干涉， 分清哪些區(qū)域為振動加強的區(qū)域， 哪些區(qū)域為振 動減弱的區(qū)域. 最后應(yīng)幫助學(xué)生分析清楚：介質(zhì)中某點的振動加強，是指這個質(zhì)點以較大的振幅振動； 而某點的振動減弱， 是指這個質(zhì)點以較小的振幅振動， 這與只有一個波源的振動在介質(zhì)中傳 播時，各質(zhì)點均按此波源的振動方式振動是不同的． 問題： 任何兩列波進行疊加都可以產(chǎn)生干涉現(xiàn)象嗎（不可以） 為什么（干涉是一種特殊 的疊加．任何兩列波都可以進行疊加，但只有兩列頻率相同） 總結(jié)：干涉是波特有的現(xiàn)象． 二、應(yīng)用 請學(xué)生思考和討論在我們生活中是否遇到過波的干涉現(xiàn)象，舉例說明： 例 1 、水波的干涉現(xiàn)象． 例 2 、聲波的干涉現(xiàn)象． 三、課堂小結(jié)：波的干涉現(xiàn)象、發(fā)生干涉現(xiàn)象條件 四、布置作業(yè)：完成P41 “問題與練習(xí)”的題目 板書設(shè)計： 1、頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并 且振動加強和振動減弱的區(qū)域互相間隔，這種現(xiàn)象叫波的干涉， 形成的圖樣叫做波的干涉圖樣． 2、發(fā)生干涉現(xiàn)象的條件：兩列波頻率相同 教后記： 第七節(jié)：多普勒效應(yīng) 教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、使學(xué)生知到什么是多普勒效應(yīng) 2、使學(xué)生能用所學(xué)知識解釋多普勒效應(yīng) （二）過程與方法 培養(yǎng)學(xué)生對實驗的觀察、分析和歸納的能力。 教學(xué)重點 : 聲波的概念和形成聲波的條件 教學(xué)難點 : 解釋生活中的現(xiàn)象 教學(xué)方法 : 自學(xué)探究、歸納 教學(xué)用具 : 音叉、錄音機 教學(xué)過程 引入： 當(dāng)我們站在路邊，一個鳴笛汽車向我們駛來有遠去，我們聽到笛聲音調(diào)有什么不同 生 ; 音調(diào)高低不一樣。 這是為什么呢這一節(jié)我們來學(xué)習(xí)了解原因。 一、 閱讀課文 請學(xué)生閱讀課本的第 41頁一一43頁的內(nèi)容，完成下列問題。 二、 應(yīng)用 問題1:什么是多普勒效應(yīng)（由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發(fā) 生變化的現(xiàn)象，叫做多普勒效應(yīng).） 問題2:能現(xiàn)場做實驗嗎請學(xué)生討論發(fā)表觀點. 演示實驗1、用音叉在學(xué)生耳朵邊運動. 2、用錄音機在教室邊放音樂，邊運動. 問題3:人的耳朵能聽到任何頻率的聲音嗎（不能） 問題4:怎樣劃分呢（頻率低于20Hz的屬于次聲波，頻率高于 20000Hz的屬于超聲波， 人耳大約能聽到 20Hz—— 20000Hz的聲波.） 問題5:次聲波有什么用途呢（次聲波的衍射能力強，可以探知幾千米以外的核試驗. ） 問題6:超聲波有什么用途呢（聲納、 B超等） 結(jié)合問題解決情況，弓倒歸納如下 ： 多普勒效應(yīng)： 1.多普勒效應(yīng)：由于波源和觀察者之間有相對運動， 使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象， 叫 做多普勒效應(yīng)，是由多普勒首先發(fā)現(xiàn)的。 2?產(chǎn)生原因： ① 波源完成一次全振動，向外發(fā)出一個波長的波，而頻率表示單位時間內(nèi)完成的全振動的次 數(shù)，因此 波源的頻率等于單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù) ② 波源和觀察者相對于介質(zhì)都不動： 單位時間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù) 單位時間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個數(shù) 觀察者接收到的頻率二波源的頻率 ③ 波源相對于介質(zhì)不動，觀察者朝向波源運動: 觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大 波源相對于介質(zhì)不動，觀察者背向波源運動： 觀察者在單位時間內(nèi)接收到的完全波的個數(shù)減小，即接收到的頻率減小 ④ 觀察者相對于介質(zhì)不動，波源運動: 波源向右運動，使右方波面變得密集，左方波面 變得稀疏，即右方的波長變短，左方的波長變長 當(dāng)觀察者在波源右方時，單位時間內(nèi)接收到的 完全波的個數(shù)增多，即接收到的頻率增大 3?規(guī)律：①波源與觀察者相互接近，觀察者接收到的頻率增大 ②波源與觀察者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小 4?實質(zhì)：波源的頻率并沒有變化，是觀察者接收到的頻率發(fā)生變化 5?多普勒效應(yīng)是波動過程共有的特征 應(yīng)用舉例： 1?根據(jù)聲調(diào)的變化判斷物體的運動方向和快慢： 如鐵路工人判斷火車的運行方向和快慢、 戰(zhàn) 士判斷炮彈的飛行 2?測定物體的運動速度：如交警測汽車速度、用光的多普勒效應(yīng)測天體的速度 小結(jié)：多普勒效應(yīng)、產(chǎn)生原因及現(xiàn)象解釋 板書設(shè)計： 1?多普勒效應(yīng)： 2?產(chǎn)生原因： 3.規(guī)律：①波源與觀察者相互接近，觀察者接收到的頻率增大 ②波源與觀察者相互遠離，觀察者接收到的頻率減小 ?實質(zhì)：波源的頻率并沒有變化，是觀察者接收到的頻率發(fā)生變化 教后記：