分析事物本质(产生波的原因及传播特征)的重要性以及个体(质点)与集体(波的形式)之间的联系等哲学辩证思想,并再次欣赏简谐运动中各参量的对称美。
教学重点:横波的图像;
教学难点:质点振动图像与波形图的区别与联系;机械波的多解性问题;
教学方法:师生互动,以教师的讲授为引导,全体同学共同参与,多媒体辅助教学。
教学过程:
新课引入:复习机械振动(重点是振动图像)
师:前面我们了解到理想的弹簧振子在水平方向上是如何运动的呢?
生:简谐运动。
师:什么样的运动才算得上是简谐运动呢?围绕某位置来回的振荡就是简谐运动吗?
生:不是。应该满足关系。(可能需要教师的引导)
师:此式中指振子偏离平衡位置的位移,请大家回想一下,随时间的变化规律是什么?
生:(教师引导)呈正余弦曲线规律变化。
师:(多媒体展示图像,提问学生)从图像上直接能够读出哪些信息?
生:振幅A,周期T,并能知道该质点在任意时刻的位置。
师:请大家分析一个周期内速度、位移、回复力及加速度的变化规律。
生回答。
师:为了让学生进一步巩固回复力是效果力,可将弹簧振子比作成游子,回复力效果即为"想家的程度"。对规律做总结,并点明:这副图像所服务的主体只有弹簧振子一个质点。那么对于连续的质点群而言,若其中一个质点做简谐运动,则其它质点将如何运动呢?会形成什么样的现象呢?这就是本节课我们大家的复习任务。
新课教学
1、 机械波的产生条件
师:波动现象我们很常见,比如水波、某人抖动一绳子产生的波动等等。那么在什么条件下才能产生波呢?(提问学生)
生:首先要有波源,其次要有连续的介质。
师:非常好,我们拿具体的实例来看,比如某条绳子,用力一抖,手握的那个质点先振动起来,旁边与其相连的质点,它们之间存在相互作用力所以也被带动起来,第二质点又带动第三个质点,依次类推,最后形成了波形。所以,必须先要有一个质点起振,我们叫它波源,这种振动形式要向前传播,必须依靠介质之间的相互作用力,所以介质不能中断,即刚才这位同学回答的两个条件缺一不可。
2、 机械波的分类
师:通过对刚才的绳子的波动分析我们发现,前面的质点带动后面的质点也振动起来以后,每个质点的振动方向和这种振动形式传播的方向是相互垂直的。在物理学中,我们把这样的波叫横波。
(板书:横波:质点振动方向与波的传播方向相互垂直的机械波。有波峰和波谷。)为了区别于横波,我们把质点振动方向与波的传播方向平行(在同一直线上)的机械波叫纵波。纵波有密部和疏部现象。(多媒体演示纵波)
机械波的传播特点