江苏省常州市西夏墅中学高中物理选修34第十二章机械波ppt课件

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1、 第十二章第十二章 机械波机械波教材分析和教学建议教材分析和教学建议zxxk新课标要求1通过观察，认识波是振动传播的形式和能通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图象量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图象描述横波。理解波速、波长和频率周期的描述横波。理解波速、波长和频率周期的关系。关系。2了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。折射。3通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。4通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例

2、。应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。新、旧教材对比三种人教版）人教版人教版 读本读本8.机械振动在媒质中的机械振动在媒质中的传播传播机械波机械波9.波长、频率和波速之波长、频率和波速之间的关系间的关系10.波的图像波的图像11.波的干涉波的干涉12.波的衍射波的衍射l人教版人教版 试验修订本试验修订本l1.波的形成和传播波的形成和传播l2.波的图像波的图像l3.波长、频率和波速波长、频率和波速l4.波的反射和折射波的反射和折射l阅读材料阅读材料 混响混响l5.波的衍射波的衍射l6.波的干涉波的干涉l7.驻波驻波l8.多普勒效应多普勒效应l9.次声波和超声波次声波和超声波l人教版人教版 选

3、修选修 34l1.波的形成和传播波的形成和传播l2.波的图像波的图像l3.波长、频率和波速波长、频率和波速l4.波的反射和折射波的反射和折射l5.波的衍射波的衍射l6.波的干涉波的干涉l7.多普勒效应多普勒效应全章概述全章概述 本章基本上继承了老教材的知识结构和体系，在章节本章基本上继承了老教材的知识结构和体系，在章节上对原有教材进行了增删，虽然由九节改为七节，把上对原有教材进行了增删，虽然由九节改为七节，把“驻波和驻波和“次声波和超声波删除，但把次声波和超声波删除，但把“波的反波的反射和折射改成必学，并增加了波面的知识和惠更斯射和折射改成必学，并增加了波面的知识和惠更斯原理，反而难度有一定上

4、升，教学中应注意重难点。原理，反而难度有一定上升，教学中应注意重难点。教材中采用更多的实验和插图便于教学和阅读，课堂教材中采用更多的实验和插图便于教学和阅读，课堂中应加强学生的自主学习。中应加强学生的自主学习。教材分析和教学建议教材分析和教学建议课时分配课时分配1.波的形成和传播波的形成和传播(1课时）课时）2.波的图像波的图像1课时）课时）3.波长、频率和波速波长、频率和波速1课时）课时）4.波的反射和折射波的反射和折射1课时）课时）5.波的衍射波的衍射1课时）课时）6.波的干涉波的干涉2课时）课时）7.多普勒效应多普勒效应1课时）课时）各章节教材分析和教学建议12.1波的形成和传播波的形成

5、和传播教学重点、难点教学重点、难点1、通过实例，知道机械波的形成过程。、通过实例，知道机械波的形成过程。2、知道什么是横波，知道波峰和波谷；、知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部。能知道什么是纵波，知道疏部和密部。能区别横波和纵波。区别横波和纵波。3、通过观察，认识波是振动传播的形式、通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。和能量传播的形式。Z.x.x.k12.1波的形成和传播教学建议教学建议1、整体知识结构与过去基本相似、整体知识结构与过去基本相似2、讲解波动离不开振动，而有关振、讲解波动离不开振动，而有关振动的知识是在以前讲的，学生可能遗动的知识是在以前

6、讲的，学生可能遗忘，可根据学生实际进行适当复习忘，可根据学生实际进行适当复习 3、波是一种重要而又普遍的运动形、波是一种重要而又普遍的运动形式，也是高中物理学习的一个难式，也是高中物理学习的一个难点课本对波的概念没有由定义出发，点课本对波的概念没有由定义出发，而是从单个绳波开始，讲解波的产生而是从单个绳波开始，讲解波的产生和传播，通过比喻、模拟和多幅图片，和传播，通过比喻、模拟和多幅图片，使学生比较形象地、步步深入地认识使学生比较形象地、步步深入地认识波的形成，明确波是传递能量的一种波的形成，明确波是传递能量的一种方式学生对波的认识和理解需要一方式学生对波的认识和理解需要一个过程，教学中不可急

7、于求成，注意个过程，教学中不可急于求成，注意不要过多在概念上讨论，而要多举学不要过多在概念上讨论，而要多举学生常见的或易于了解的实例、比喻或生常见的或易于了解的实例、比喻或模拟，帮助学生逐步体会和理解模拟，帮助学生逐步体会和理解多借助图像、仪器、视频辅助教学，多借助图像、仪器、视频辅助教学，可以更多让学生得出结论可以更多让学生得出结论12.1波的形成和传播教学中注意教学中注意1 1、机械波是机械振动这种运动形式的传播，介质的质点、机械波是机械振动这种运动形式的传播，介质的质点本身不会沿着波的传播方向离去，这点要向学生反复强本身不会沿着波的传播方向离去，这点要向学生反复强调波动和振动有密切联系，

8、振动是波动的基础，但波调波动和振动有密切联系，振动是波动的基础，但波动与振动是不同的，不能混淆动与振动是不同的，不能混淆2 2、波是振动状态的传播，也是能量的传播，同时，波是、波是振动状态的传播，也是能量的传播，同时，波是信息的载体。波在传播运动形式的同时，也传递能量和信息的载体。波在传播运动形式的同时，也传递能量和信息这一重要结论，要使学生通过学习明确起来。信息这一重要结论，要使学生通过学习明确起来。3 3、振动状态的传播形成、振动状态的传播形成“波动。所以有时也把波动。所以有时也把“振动振动在在上传播说成上传播说成“波在波在上传播上传播”。4 4、机械波传播的机理：介质质元的相互作用、机械

9、波传播的机理：介质质元的相互作用5 5、纵波和横波相比，以横波为主，书中多数例子都是横、纵波和横波相比，以横波为主，书中多数例子都是横波波 11.2 波的图像教学重点、难点教学重点、难点1、知道波的图象的物理意义。、知道波的图象的物理意义。2、能运用简谐横波正弦波的图象描、能运用简谐横波正弦波的图象描述横波，解决简单的实际问题。述横波，解决简单的实际问题。3、通过对波的图象和振动图象的比较，、通过对波的图象和振动图象的比较，知道波的图象与质点振动图象的区别。知道波的图象与质点振动图象的区别。（不要求讨论纵波的波形图。）（不要求讨论纵波的波形图。）教学建议教学建议1、教材内容基本没有改变，删除、

10、教材内容基本没有改变，删除了纵波的图像了纵波的图像2、教学中注意波动图像和振动图、教学中注意波动图像和振动图像的区别像的区别3、习题辅助学生记忆、习题辅助学生记忆11.2 波的图像教学时注意教学时注意1 1、讲清楚波动图像的得来和物理意义、用处，、讲清楚波动图像的得来和物理意义、用处，并学会画出图像。并学会画出图像。2 2、可以列表对比波动图像和振动图像区别、可以列表对比波动图像和振动图像区别 包括对象整体与个体）、坐标、意义包括对象整体与个体）、坐标、意义时刻与一段时间）、用处时刻与一段时间）、用处3 3、让学生学会画出下一时刻波形图课后练、让学生学会画出下一时刻波形图课后练习）。习）。11

11、.3波长、频率和波速教学重点、难点教学重点、难点 1.理解波长、频率和波速的物理意义。理解波长、频率和波速的物理意义。2.理解波长、频率和波速之间的关系，理解波长、频率和波速之间的关系，并会应用这一关系式进行计算和分析问并会应用这一关系式进行计算和分析问题题 z.x.x.k11.3波长、频率和波速教学建议教学建议1.1.新教材中波长定义用相位来定义，更科学、准确。新教材中波长定义用相位来定义，更科学、准确。可以结合老教材的定义加以说明。可以结合老教材的定义加以说明。2 2波长、频率和波速的关系十分有用，要求学生掌波长、频率和波速的关系十分有用，要求学生掌握除了记住公式外，可以让学生弄清这样两点

12、：波握除了记住公式外，可以让学生弄清这样两点：波源每做一次全振动，它就向外传出一个波长的波；每源每做一次全振动，它就向外传出一个波长的波；每经过一个周期，波就向前传播一个波长的距离经过一个周期，波就向前传播一个波长的距离3 3学生应该能从波的图象上确定波长和振幅，并从波学生应该能从波的图象上确定波长和振幅，并从波的传播方向判断质点的运动方向但是不要求讨论的传播方向判断质点的运动方向但是不要求讨论t tT T时的各种波形时的各种波形 4.4.在教学中注意让学生清楚波的三要素是由什么决在教学中注意让学生清楚波的三要素是由什么决定。定。5.5.在习题中可适当处理机械波中常见的多解性问题，在习题中可适

13、当处理机械波中常见的多解性问题，但不宜过深。但不宜过深。11.4波的反射和折射教学重点、难点教学重点、难点 1.通过实例，了解惠更斯原理，能用其通过实例，了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。分析波的反射和折射。教学建议教学建议1、本节相对于老教材多了波阵、波面和惠更斯、本节相对于老教材多了波阵、波面和惠更斯原理大学教材），值得注意，教师要评讲清楚，原理大学教材），值得注意，教师要评讲清楚，但教材要求不高，学生理解原理即可，不用深抠。但教材要求不高，学生理解原理即可，不用深抠。2、惠更斯原理要求学生有较强的理解想象能力，、惠更斯原理要求学生有较强的理解想象能力，教师要借助画图、多媒体教学，

14、帮助学生加深印教师要借助画图、多媒体教学，帮助学生加深印象。象。波的传播方向为波线。波的传播方向为波线。振动相位相同的各点组成的曲面。振动相位相同的各点组成的曲面。某一时刻波动所达到最前方的各某一时刻波动所达到最前方的各点所连成的曲面。点所连成的曲面。平面波平面波球面波球面波 介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波介质中波动传播到的各点都可以看作是发射子波的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是的波源，而在其后的任意时刻，这些子波的包络就是新的波前新的波前.二二 惠更斯原理惠更斯原理根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面就可以用根据惠更斯原理，只要知道某一时刻的波阵面就可以用几何做

15、图法确定下一时刻的波阵面。因此这一原理又就几何做图法确定下一时刻的波阵面。因此这一原理又就惠更斯作图法，它在很大程度上解决了波的传播方向问惠更斯作图法，它在很大程度上解决了波的传播方向问题。题。球球 面面 波波平平 面面 波波O1R2RtuN界面界面RN界面界面IiirL1反射线、入射线和界面的法线在同一平面内；反射线、入射线和界面的法线在同一平面内；v反射定律反射定律当波传播到两种介质的分界当波传播到两种介质的分界面时，一部分反射形成反射面时，一部分反射形成反射波，另一部分进入介质形成波，另一部分进入介质形成折射波。折射波。2）ii 反射角等于入射角反射角等于入射角i i i A1A2A3B

16、2 B3B1NNAId时刻时刻 t用惠更斯原理解释波的反射用惠更斯原理解释波的反射在时刻在时刻t t，波阵面与图面的交线，波阵面与图面的交线AA3AA3到达图示的位置，到达图示的位置，A A点和界面相遇。此后点和界面相遇。此后AA3AA3上个点将依次到达界面。上个点将依次到达界面。设经过相等的时间此波阵设经过相等的时间此波阵面与图面的交线依次与分面与图面的交线依次与分界面在界面在B1B1、B2B2、B3B3相遇，相遇，而在而在 ，A3A3点到达点到达B3B3点。点。ttB2B3B1NNAI32dd3dLiii时刻时刻 t+t做出此时刻界面做出此时刻界面上各点发出的子上各点发出的子波的包迹。因为

17、波的包迹。因为波在同一介质中波在同一介质中传播，速度不变，传播，速度不变，所以在所以在 时时刻，从刻，从A A、B1B1、B2B2、发出的子波、发出的子波的半径分别是的半径分别是d d，2d/32d/3，d/3d/3。其。其中中 tttvd这些子波的包迹面这些子波的包迹面也是与图面垂直的也是与图面垂直的平面。它与图面的平面。它与图面的交线为交线为B3DB3D，而且，而且，DB3=AA3DB3=AA3。做垂直。做垂直于此波阵面的直线，于此波阵面的直线，即得反射线。与入即得反射线。与入射波阵面射波阵面AA3AA3垂直垂直的线称为入射线。的线称为入射线。B2B3B1NNAI32dd3dLiii时刻时

18、刻 t+tA3D结论结论1反射线、入射线和界面的法线在同一平面内；反射线、入射线和界面的法线在同一平面内；ii 2由于三角形由于三角形AA3B3 与与ADB3相等，所以，相等，所以，即：反射角等于入射角。即：反射角等于入射角。v折射定律折射定律1折射线、入射线和界折射线、入射线和界面的法线在同一平面内；面的法线在同一平面内；21vvrisinsin2）N界面界面RN界面界面IiirL时刻时刻 ti i i A1A2A3B2 B3B1NNAId时刻时刻 t+tB2B3B1NNAIrrBRr由惠更斯原理，由惠更斯原理，A A、A3A3为为同一波面上的两点，同一波面上的两点，A A、A3A3点达到界

19、面发射子波，点达到界面发射子波，经经t t后，后，A3 A3点发射的点发射的子波到达界面处子波到达界面处B3B3点，点，A A点的到达点的到达B B点。点。用惠更斯原理解释波的折射用惠更斯原理解释波的折射i i i A1A2A3B2 B3B1NNAId时刻时刻 t时刻时刻 t+tiABtvBAsin3133rABtvABsin32B2B3B1NNAIrrBRr2133vvABBArisinsin所以所以v1/v2为第二种介质相对第一种介质的折射率。21vvrisinsin2121n2133sinsinvvABBAri由于由于11.5波的衍射教学重点、难点教学重点、难点1、通过实验，认识波的衍射

20、现象，知道、通过实验，认识波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。波发生明显衍射现象的条件。2、知道衍射是波特有的现象。、知道衍射是波特有的现象。11.5波的衍射教学建议教学建议1、本节不难处理，教师讲清衍射是波特有现象、明显、本节不难处理，教师讲清衍射是波特有现象、明显衍射的条件，以及会用惠更斯原理解释衍射。衍射的条件，以及会用惠更斯原理解释衍射。2、做实验和利用图片对于学生认识衍射现象很有帮助，、做实验和利用图片对于学生认识衍射现象很有帮助，教学中要注意创造条件做好实验，并充分利用课本提供教学中要注意创造条件做好实验，并充分利用课本提供的图片讲解突出实验中观察到的的图片讲解突出实验中观

21、察到的“特殊现象，帮助特殊现象，帮助学生从观察实验和图片中归纳出结论学生从观察实验和图片中归纳出结论3、对于衍射现象，在高中阶段不从理论上进行讨论，、对于衍射现象，在高中阶段不从理论上进行讨论，因而，不要引导学生探究因而，不要引导学生探究“为什么波会发生衍射为什么波会发生衍射”，“为什么发生显著衍射现象的条件是障碍物比波长小为什么发生显著衍射现象的条件是障碍物比波长小等类问题等类问题 4、播放一些衍射的课件录像，有助学生理解和提高兴、播放一些衍射的课件录像，有助学生理解和提高兴趣，可以让学生自己解释看见、听见的现象。趣，可以让学生自己解释看见、听见的现象。11.6波的干涉教学重点、难点教学重点

22、、难点1、知道波的叠加原理。、知道波的叠加原理。2、通过实验，认识波的干涉现象。知道、通过实验，认识波的干涉现象。知道产生稳定干涉现象的条件。产生稳定干涉现象的条件。3、知道干涉是波特有的现象。、知道干涉是波特有的现象。11.6波的干涉教学建议教学建议 1、波的干涉实质上是波的一种特殊的叠加现象，所、波的干涉实质上是波的一种特殊的叠加现象，所以理解波的叠加现象是认识波的干涉现象的基础这以理解波的叠加现象是认识波的干涉现象的基础这里关键是理解两列波相遇而发生叠加时，对某一质点里关键是理解两列波相遇而发生叠加时，对某一质点来说，它每一时刻振动的总位移，都等于该时刻两列来说，它每一时刻振动的总位移，

23、都等于该时刻两列波在该质点引起的位移的矢量和波在该质点引起的位移的矢量和 2、在学生理解波的叠加的基础上，再进一步说明在、在学生理解波的叠加的基础上，再进一步说明在特殊情况下，即当两列波的频率相同时，叠加的结果特殊情况下，即当两列波的频率相同时，叠加的结果就会出现稳定的特殊图样即就会出现稳定的特殊图样即“干涉图样干涉图样”）某某些点两列波引起的振动始终加强，某些点两列波引起些点两列波引起的振动始终加强，某些点两列波引起的振动始终减弱，并且加强点与减弱点相互间隔这的振动始终减弱，并且加强点与减弱点相互间隔这就是干涉现象就是干涉现象11.6波的干涉 3、对于干涉现象的理解，需要一定的空间想象力，有

24、的学生一下子不容易理解，应适当给予指点有条件的，还可借助多种教学手段如多张图片，计算机模拟等），尽可能形象、直观地帮助学生理解和想象4、与对衍射现象的要求相同，高中阶段对干涉现象也不从理论上进行讨论教学中要注意掌握教学要求，避免增加难度如课本中只是就产生干涉的特殊情况，即振源的振动步调相同同相位的情况叙述了波的干涉，而没有强调“相干条件”，教学中也不宜补充 11.6波的干涉5、在波的干涉现象中，应注意对“总是振动加强和“总是振动减弱的理解振动加强是指该处质点的振幅增大，或者说相干的两列波在该处分别引起的位移总是同向，故总位移等于两个分位移相加，从而振动加强振动减弱是指该处质点的振幅减小，或者说

25、相干的两列波在该处分别引起的位移总是反向，故质点的总位移等于两个分位移之差，从而振动减弱；并且要注意振动加强的质点和振动减弱的质点都在按一定的振幅做简谐运动，所以在某些时刻，振动加强的质点也要通过平衡位置，此时它的位移为零，并不是说它的位移总是最大 11.7 多普勒效应 教学重点、难点1、通过实验感受多普勒效应。2、解释多普勒效应产生的原因。3、通过列举多普勒效应的应用实例，了解多普勒效应的应用。11.7 多普勒效应教学建议教学建议1、本节主要以声波为例介绍多普勒效应它比较常见，、本节主要以声波为例介绍多普勒效应它比较常见，易于为学生接受，而且只对多普勒效应做定性的分析易于为学生接受，而且只对

26、多普勒效应做定性的分析说明，使学生对多普勒效应有初步的了解，教学中要说明，使学生对多普勒效应有初步的了解，教学中要注意不宜引伸注意不宜引伸2、多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产、多普勒效应是在波源与观察者之间有相对运动时产生的现象，这比波动现象又复杂了一些要理解多普生的现象，这比波动现象又复杂了一些要理解多普勒效应，学生必须先知道波源的频率与观察者接收到勒效应，学生必须先知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别，这是学习本节的关键的频率的区别，这是学习本节的关键3、相比老教材课本用、相比老教材课本用“模拟实验排队过人的方法，模拟实验排队过人的方法，帮助学生想象观察者远离波源时，接收到

27、的频率减小帮助学生想象观察者远离波源时，接收到的频率减小的道理，以理解多普勒效应，教学中可引导学生思的道理，以理解多普勒效应，教学中可引导学生思考考 4、多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，、多普勒效应在现代生产和生活中有广泛的应用，除了课本中提到的，还可根据实际情况补充介绍一些除了课本中提到的，还可根据实际情况补充介绍一些应用实例，以开阔眼界和引起兴趣。应用实例，以开阔眼界和引起兴趣。11.7 多普勒效应5、几个概念1、波源的频率：单位时间内波源发出完整波的个数2、观察者接收到的频率:处于介质中的“观察者在单位时间内接收到的完整波的个数把握好以下几点1声源相对静止，声源单位时间内发出的波数与观察者所接收到的波数2声源与观察者相对靠近，声源单位时间内发出的波数与观察者所接收到的波数3声源与观察者相对远离，声源单位时间内发出的波数与观察者所接收到的波数