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机械波教学设计
作为一位优秀的人民教师，通常需要准备好一份教学设计，编写教学设计有利于我们科学、合理地支配课堂时间。那么写教学设计需要注意哪些问题呢？下面是小编帮大家整理的机械波教学设计，希望能够帮助到大家。
机械波教学设计 1
一、教材分析
（1）教材的地位与作用
"机械波"是高中物理教材第一册（必修）的第五章"机械振动和机械波"的第七节内容。
机械波是机械运动中比较复杂的运动形式。它作为周期性变化的运动，广泛地涉及物理学的各个领域。上好这节课不仅可以巩固以前学过的有关运动学和动力学的知识，还可为今后学习电磁振荡，电磁波和光的本性打下良好的基础。
通过本节课的教学，学生初步认识到学习波动知识时重要的是要会确定波的总的运动情况，即由波长，频率和波速等物理量来表征运动情况，而不是确定单个质点在某一时刻的位置，速度和加速度。对培养学生科学的思维，研究方法，发展学生智力有着特殊的意义。
（2）教学目标
根据学生的认知基础，心理特征及本节课教材大纲要求，拟定下列教学目标。
知识目标
明确机械波的产生条件；掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征；了解机械波的种类及其传播特征；初步了解描述机械波的物理量。
能力目标
培养学生观察分析，逻辑思维及归纳总结的自主学习能力；培养学生的时空观念。
3、德育目标
培养学生用辨证的观点探究物理过程及其规律，对学生进行唯物主义世界观和科学方法论的教育。
（2）重点，难点分析
机械波的形成过程及描述是本节课的重点和难点。因为波动过程的细节不容易体现出来，教学过程通过课件模拟物理过程的方法进行重点难点的突破，使学生获得较直观的信息，充分调动学生的主观能动作用，以激发学生研究物理问题的浓厚兴趣。
二、教法与学法
现代教育理论认为，科学教学必须让学生们参与以探究为目标的研究活动，使他们同老师和学生一起在相互启发相互促进。对从学生们所亲历的事物中产生的一些实际问题进行探究，是科学教学所要采取的主要做法。
基于这种理念，本节课主要采用指导——自主学习法，通过课件和实验演示，引导学生进行问题探究和讨论，以期达到教学目标。有着丰富生活体会的学生往往对波动形成的物理过程有着浓厚的兴趣。为了使学生能认识机械波这一特殊的运动形式，教学中可以渗透"指导——自主学习"的教改思想，鼓励学生积极参与，突出学法指导，思维启发，和师生的情感交流。通过学生小实验和教师实验演示及课件模拟物理过程，逐层深入，让学生分成小组在教师创设的问题中进行分析探究，总结波动特征。在此基础上指导学生从功和能的角度去探究波动过程，进而搞清波动的成因。引导学生在讨论中互相问答或自问自答，进入思维的迁移，每观察到一个现象都去想想几个为什么。真正培养起抽象思维能力和独立的思维能力。
在教学的过程中，教师要对所有学生的各种不同见解，技能和经验都有所尊重。逐步把全班学生培养成科学探究推理严谨缜密，思想方法与行为方式以及社会价值观念都有助于科学学习的科学学习者。
三、教学过程设计
1、新课引入
（课件）在生活中，我们是否见过此现象——向一滴水滴入平静的水面，会看到水面上荡起圈圈涟漪，起伏不平的波纹向四周传播出去，形成水波
（课件）曾记否，当进球后球迷此起彼伏所形成的波浪（让学生按顺序逐个相继站起，坐下，这时全班的同学都有机会亲身体会到作为波动中的一分子的运动情况，引导学生分组思考，讨论波动的成因）
（课件）"敕勒川，阴山下，天似穹庐，……"连绵起伏的山峦构筑了华夏民族的脊梁……
（小实验：学生同桌两人用手抖动课前准备好的绳子，会看到凹凸相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。）
上述现象，都是我们平时所见到的波的情形，那么，波形成的条件是什么呢波是什么前面我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式。这节课我们来学习由大量质点构成的弹性介质的整体的一种运动形式——机械波。
机械波的概念和产生条件
机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成了机械波。上述的水波和绳波都是机械波。
2、机械波的产生条件：振源和介质（引导学生思考探索所观察的现象，归纳总结）
振源——产生机械振动的`物质，如在绳波中的手的不停抖动。（如果没有连续的振动，则质点很快停止下来。）
介质——传播振动的媒质，如绳子，水。
机械波的形成过程
介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象成
如右图所示。
机械波的形成过程：
由于相邻质点的力的作用，当介质中某一质点发生振动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。（课件演示相邻质点的相互作用）
（实验和课件演示）绳波的形成过程。（引导学生观察，思考，分析）质点间有弹力联系着。开始时刻（t=0），各质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为T，则经过T/4，质点1已经达到最大位移，正要开始向下运动。质点2的振运动较质点1落后一些，仍向上运动；质点3更落后一些，此时振动刚传到了质点9。经过T/2时，质点1回到了平衡位置，并继续向下运动，质点9刚到达最大位移处，此时振动传到了质点17。依此推论，演示经3T/4，T和5T/4后各质点排列成的波形。
机械波的特点
1、介质中各点都在各自的平衡位置作往复运动——振动。
2、各质点并不随波向波的传播方向迁移。
3、各质点在振动时有时间上的先后。
4、波是能量传播的一种方式。
（小实验：学生用手抖动绳子，形成绳波。如果不再抖动，则原位的质点很快平静下来。它说明波动是伴随着能量传播的，要维持波的传播，必须不断地给振源提供能量。）
横波与纵波
按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。
1、横波
质点的振动方向与波的传播方向垂直。（凹凸相间的波形——波峰，波谷）
2、纵波5
质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。（疏密相间的波形——疏部，密部）
例：声波是纵波。其中振源是声带，介质是空气，固体，液体等。（课件演示两类波的形成及其波形）
说明：地震波既有横波又有纵波。（拓展学生的认知层面）
机械振动与机械波的关系
课件演示机械振动和机械波的图象，启发学生思考两者的区别与联系。
作为课后思考题。为下一节课作铺垫。
课堂小结
1、只有振动才有可能引起波动。
2、只有通过介质，才能由局部的振动引起全局的波动。
3、每一局部都在平衡位置附近做住复运动——振动。
4、每一局部并不随波向波的传播方向迁移。
5、每一局部的振运动在时间上有先后。
6、机械波是机械振动在介质中的传播过程，它是一种振动形式，又是能量传递的一种方式。
（引导学生归纳总结，并对问题研究的方法做出评价，思考描述波动与振动的物理量有什么不同。）
机械波教学设计 2
【学习目标】
1．通过学习使学生体验到机械波是怎样产生的；
2．通过自身的活动使学生清楚机械波在传播过程中，传播的是振动形式，振动质点并不随波迁移；机械波传递过程中携带能量和信息；
3．通过实验得到机械波传播的速度与介质有关，与振源振动的频率无关；
4．认识到横波中的波长的意义，知道振源振动一个周期，机械波向前传播一个波长。
【学习材料】直径约1cm、长约10m的一条麻绳、横波演示器、秒表（或用手表代替）。
【学习形式】学生自主体验、教师适时指导。
【教材分析与课程设计思想】
“机械波的产生”一节内容，在初学者看来属于较难理解的内容，学生很容易把波的传播认为是介质中质点的迁移。波源的振动与波的传播之间关系很多学生容易产生混淆。在传统教学中，教师经过反复讲解和大量的练习，使一些学生记住了结论，但还是没能理解相应的内容。
在本节的--中，我们试图改变传统的教学方式，将教师的“讲解”变为学生的“亲身体验”，通过反复的“人浪”表演使学生体验到“机械波”由近向远的传播过程：
①传播的是振动形式，振动质点并不随波迁移：
②机械波传递过程中携带能量和信息：
③振源振动一个周期，机械波向前传播一个波长。
然后请学生用麻绳演示机械波的传播，重复上述观点，强化观点。之后，进行实验研究：机械波传播的速度与介质有关，与振源振动的频率无关。最后，请学生分组演示并讲解“机械波是怎样产生的”，结束本节内容。
【课堂纪实】
1、将学生带到大厅（或小操场上），将学生均等地分成4队，手手相连，教师位于队伍中间，指导学生，如图1。
先让第2排学生进行“人浪”表演：从左起第一个人开始依次“蹲”“起”一次。其他同学观察。
然后让第2排的同学从中间断开，传到断开处，后面的学生不再动作。
教师提问：假设将每一位学生都看成“质元”，最左边的学生看作最先振动的质点（波源或振源），学生手手相连看作连续的“介质”（介质就是传播振动的物质），那么，只有振源的振动而没有传播振动的介质能产生机械波吗？
学生回答：不能。
教师提问：那么，机械波产生的条件是什么？
学生回答：振源的振动和传播振动的介质。
教师：机械振动在介质中的传播过程就是机械波。
2、先让第2排学生进行“人浪”表演：从左起第一个人开始依次“蹲”“起”一次。其他学生观察。
然后请第3排的学生重复表演一次，其他学生观察。
让1、2排学生交换位置，3、4排学生交换位置，重复表演一次，其他学生观察。
教师提问：机械波在传播过程中介质中的质点随波迁移吗？
学生回答：介质中的质点并不随波迁移。
教师提问：那传播的是什么？
学生回答：传播的是振动的形式。
教师提问：如果振源振动的幅度是1m，那么其他质点的振动幅度是多大？
学生回答：也是1m。
教师提问：如果振源振动的周期（完成一次全振动的时间）是2s，那么其他质点的振动周期是多大？
学生回答：也是2s。
教师提问：这说明了什么问题？
学生回答：振源怎么振动，介质中的其他质点也跟着怎样振动。
教师：这是否意味着机械波传播过程中携带着信息？
学生释然。
教师提问：机械波传播过程中携带能量吗？
学生回答：是的。
教师：那谁能给大家总结一下，机械波传播的特点？
学生：①机械波介质中的质点并不随波迁移。
教师：很好，请继续。
学生：②机械波传播过程中携带能量。
教师：还有吗？
学生：③机械波传播过程中携带信息。
教师：携带谁的信息？
学生：振源振动的信息。
3、教师请第3排学生按照要求进行表演：当第一位学生完成一次全振动后，其他学生立即停止动作，定格在这一时刻。
（学生妤像是没有明白教师的指令，或是这一过程较难完成，总之重复三次才勉强完成）
大致成如下形态，如图2。
教师提问：这大概是什么形状？
学生回答：正弦（余弦）波的形状。
教师：第9个质点刚要开始向下振动，与第1个质点步调一致。我们把两个相邻的、振动总是相同的两个质点之间的距离叫做一个波长。
教师提问：振源振动一个周期，振动从第1个质点传播到第9个质点，哪位学生总结一下？学生回答：振源振动一个周期，机械波在介质中传播的距离是一个波长。
教师：这说明机械波的传播具有周期性。
教师：在同种均匀介质中，机械波的传播是匀速的。如果用λ表示波长，t表示周期，则：v=λ/t。
4、用麻绳研究机械波的传播速度与哪些因素有关实验：请两位学生到队伍前面进行演示，两者相距约10m，各执绳的一端，一人不动，另一人上下抖动绳子，这样就有一列波从抖动的这一端向另一端传开来。
缓慢抖动绳子，产生的机械波的波长大：快速抖动绳子，产生的机械波的波长小。
再请出3个学生进行记录：在两种不同的抖动绳的条件下，由一端传到另一端所用的时间。
教师提问：通过实验，你能得出什么结论？
学生回答：波的传播速度相同。
教师：准确表达。
学生：在实验误差允许范围内，不论如何抖动绳子（快速、中速、慢速），从这一端传播到另一端所需要的时间相等。即波的传播速度是相同的，与波源振动周期（频率）无关。
教师：哪位同学能总结一下机械波的`波长是由哪些因素决定的？是频率还是波速？是振源还是介质？
学生：两者共同决定的。
5、请学生手手相连围绕成一个圆，相邻两人同时动作，产生的波向两侧传播，形成的波是对称的。如图3所示。
6、按照分组原则，围绕教师，使用横波演示器，讲解机械波的产生过程。
教师首先分析讲解一遍，学生再讲解一遍，最后进行个别答疑和指导。按照从第1组，到第2组、第3组、第4组的顺序，全部完成一遍。保证照顾到每一位学生。
【教学反思】
本节课大量采用学生活动来完成学习任务。学生的活动和学习积极性十分高涨。本节课没有一个十分清晰的边界，没有完全按照教材编写的内容进行学习。学习的内容涉及教材中的三节内容：机械波的产生、描述机械波的物理量──波长、波速等等。在教学中创造一种接近真实的情景，通过学生的参与和感悟、通过学生的测量得到结论，形成机械波的概念，掌握机械波的规律。这种--完全符合“以学生为中心”的教育理念。学生在课堂中体验到物理学原来也可以这样“玩儿”，从本章的测验成绩可以看出，全班有45人的成绩达到90分以上，满分6人，最低分78分。我们认为，“自主体验课”无论从教学效果还是促进学生学习的发展方面都是很好的尝试。
机械波教学设计 3
一、教学目标
1、在物理知识方面的要求：
（l）明确机械波的产生条件；
（2）掌握机械波的形成过程及波动传播过程的特征；
（3）了解机械波的种类极其传播特征；
（4）掌握描述机械波的物理量（包括波长、频率、波速）。
2、要重视观察演示实验，对波的产生条件及形成过程有全面的理解，同时要求学生仔细分析课本的插图。
3、在教学过程中教与学双方要重视引导和自觉培养正确的思想方法。
二、重点、难点分析
1、重点是机械波的形成过程及描述；
2、难点是机械波的形成过程及描述。
三、教具
1、演示绳波的形成的长绳；
2、横波、纵波演示仪；
3、描述波的形成过程的挂图。
四、主要教学过程
（一）引入新课
我们学习过的机械振动是描述单个质点的运动形式，这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性介质的整体的一种运动形式——机械波。
（二）教学过程设计
1、机械波的产生条件
例子——水波：向平静的水面投一小石子或用小树枝不断地点水，会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去，形成水波。
演示——绳波：用手握住绳子的一端上下抖动，就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去，形成绳波。
以上两种波都可以叫做机械波。
（l）机械波的概念：机械振动在介质中的传播就形成机械波
（2）机械波的产生条件：振源和介质。
振源——产生机械振动的物质，如在绳波中绳子端点在手的作用下不停抖动就是振源。
介质——传播振动的介质，如绳子、水。
2、机械波的形成过程
（1）介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为（图1所示）
（2）机械波的形成过程：
由于相邻质点的弹力的作用，当介质中某一质点发生振
动时，就会带动周围的质点振动起来，从而使振动向远处传播。例如：
图2表示绳上一列波的形成过程。图中1到18各小点代表绳上的一排质点，质点间有弹力联系着。图中的第一行表示在开始时刻（t=0）各质点的位置，这时所有质点都处在平衡位置。其中第一个质点受到外力作用将开始在垂直方向上做简谐运动，设振动周期为T，则第二行表示经过T／4时各质点的位置，这时质点1已达到最大位移，正开始向下运动；质点2的振动较质点1落后一些，仍向上运动；质点3更落后一些，此时振动刚传到了质点4。第三行表示经过T／2时各质点的位置，这时质点1又回到平衡位置，并继续向下运动，质点4刚到达最大位移处，此时振动传到了质点7。依次推论，第四、五、六行分别表示了经过3T／4、T和5T／4后的各质点的位置，并分别显示了各个对应时刻所有质点所排列成的波形。
3、对机械波概念的理解
（1）机械波是构成介质的无数质点的一种共同运动形式；
（2）当介质发生振动时，各个质点在各自的平衡位置附近往复运动，质点本身并不随波迁移，机械波向外传播的只是机械振动的形式（演示横波演示器）；
（3）波是传播能量的一种方式。
4、波的种类
按波的传播方向和质点的振动方向可以将波分为两类：横波和纵波。
（1）横波
定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直。
波形特点：凸凹相间的波纹（观察横波演示器），又叫起伏波。如图3波形所示。
（2）纵波
定义：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。
波形特点：疏密相间的波形，又叫疏密波。如图4波形所示。
例：声波是纵波，其中：振源——声带；
介质——空气、固体、液体。
地震波既有横波又有纵波。
水波既不是横波也不是纵波，叫做水纹波。
5、描述机械波的物理量
（1）波长
定义：沿着波的传播方向，两个相邻的在振动过程中对平衡位置的'位移总是相等的质点间的距离。
单位：米（m）符号：λ
演示：观察演示仪器，从中可以看出：
①在横波中波长等于相邻两个波峰或波谷之间的距离；
在纵波中波长等于相邻两个密部或疏部的中央之间的距离。
②质点振动一个周期，振动形式在介质中传播的距离恰好等于一个波长，即在一个周期里振动在介质中传播的距离等于一个波长。
（2）波速
定义：波的传播快慢，其大小由介质的性质决定的，在不同的介质中速度并不相同。单位：米/秒（m/s） 符号：v
表达式：v=λ/T
（3）频率
质点振动的周期又叫做波的周期（T）；质点振动的频率又叫做波的频率（f）。波的振动周期和频率只与振源有关，与介质无关。
6、思考题
机械振动与机械波的关系。
机械波教学设计 4
一、目的
1。通过实验演示，让学生认识机械波及其形成条；通过分析讨论理解机械波的概念、实质和特点，以及与机械振动的关系，通过比较对机械波进行分类。
2。进一步培养、加强学生对实验现象的观察、分析推理能力。
二、教材分析
在学生学习了机械振动、简谐运动规律的基础上，接着本节教材从实验现象分析比较得出械械波的概念实质、特点和分类。所以在此安排机械波的恰到好处，既有利于本节的学习又是对前面知识的运用、复习和巩固，而且通过对机械波的学习有助于学生理解将要学习的声波、电磁波、光波。
三、教学重点
机械波的形成原因和特点。
四、教学难点
对机械波在传播过程中，介质质点在各自平衡位置的振动情况和振动以波的形式在介质中传播的理解，弄清机械振动与横波的关系和区别。
五、教材教法
实验分析法。
六、教材学法
让学生学会如何由实验现象进行分析揭示事物本质的一种科学方法。
七、教学教具
绳子一根(2m左右)，绳波挂图，螺旋弹簧纵波演示器，纵波挂图。
八、教学过程
(一)复习提问，从实验现象引入新
(提问)什么是机械振动？什么是简谐运动？
机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动。
简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动。
(提问)向平静水中(如平静的游泳池水)投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动(波浪)远离中心向四周传播，直到很远(游泳池的岸边)。
(演示)绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动。
(提问)学生看到了什么？看到一列凸凹相间的波形(振动形式)向绳子的另一端传去，这就是(板书)机械波(给出学生波的直觉感受)，这就是本节的内容。
(二)新教学
1、(板书)波的形成条
(提问)平静的水中不投石子，即给水没有施加振动，水面上有没有水波(机械波)？没有。
(演示提问)如果手拿绳子的一端不抖动，保持静止，那么，绳子上各处有没有振动？有没有绳波？——没有。
可见要产生水波，就必须给水施加振动；要产生绳波，就必须手拿绳子的一端进行上下振动，这就是物理上讲的振也叫做波，这是产生波的一个条。
(板书)①波就是能够产生振动的物体或质点。
(提问)如果有振而没有水、绳子即媒介物能不能产生波？——不能。
物理上把水、绳子等媒介物叫做介质，可见介质也是产生波的另一个条。
(板书)②介质就是传播机械振动的媒介物。
(总结)通过上面的实验观察可见波产生的条是：不但要有波而且还要有介质，两者缺一不可。
2、(板书)分析介质能够传播机械振动的原因和机械波的概念
(提问)为什么介质中某一点发生的振动能向各个方向传播？
原这是由介质本身的性质决定的，我们可以把介质看成由大量的质点构成的物质，相邻质点间存在着相互作用力，当介质中某一点发生振动时，就会带动它相邻的质点振动，这些质点的振动又会带动各自周围的质点发生振动，这样振动就会在介质中逐渐传播开。
(总结)可见(板书)①机械波形成的原因就是由于介质本身内部各质点间存在着相互作用力，即介质本身内部的力学性质决定的。
(板书)②机械波就是机械振动在介质中的传播过程。
3、(板书)机械波的实质和特点
(提问)漂浮在水面上的树叶随着水的上下振动而上下振动，它会不会随水波的向前传播而向外迁移？——不会。
(演示)在绳子上的任意一点系上一圈红布或者用红墨水涂上一圈(要让学生能明显观察到红色标志)，手拿绳子一端上下振动。(提问)同学们看到了有红色标志的点如何运动？会不会向绳的另一端移动？有红色标志的点在其平衡位置附近做上下振动，而不会向绳的另一端移动。
(演示)然后在绳子上不同的点(最好等距离标记上4至5个红色点，手拿绳子上下振动，让学生仔细观察。(提问)各个点振动的先后顺序如何？——越靠近振动的手一端的红色点先振动，接着是下一个，最后是最远的红色点。
(小结)(板书)机械波的特点：
①介质中各质点只在各自平衡位置附近做机械振动，并不沿波的传播方向发生迁移。
②沿波的传播方向，介质中各质点依次开始振动，距离波愈近，愈先开始振动。
根据波的传播特点和概念，(提问)既然沿波的传播方向各个质点在其平衡位置附近依次振动，又不迁移，那么机械波传播的是什么？——机械波传播的是机械振动的形式(又提问)前面我们知道，机械振动是具有能量的，那么机械波是不是也把波的能量通过介质的质点的.机械振动依次传播出去了？——是。
(总结)可见(板书)机械波的实质是：
①传播振动的一种形式。
②传递能量的一种方式。即依靠介质中各个质点间的相互作用力而使各相邻质点依次做机械振动传递波的能量。
4、机械波的分类
(演示)用螺旋弹簧纵波演示器进行演示，首先使金属球沿着弹簧的方向左右振动。让学生仔细观察(提问)弹簧上会出现什么现象？——弹簧上各部分发生周期性的压缩与拉伸，一会儿变密，一会儿变疏，疏密不均的状态在弹簧上自左向右传播。这也是机械波，即形成一列疏密相间的波，其波是振动的金属球，介质是弹簧。
(演示和挂图)
分别演示绳波和弹簧波，让学生仔细观察和比较介质中各质点的振动方向与波的传播方向的区别，通过绳波挂图和螺旋弹簧纵波挂图，给出波的分类及相关概念。
九、练习与思考
机械波与机械振动有何区别与联系？
联系：机械波是由机械振动引起的，依靠介质本身的力学性质实现的。
区别：机械振动研究的是单个质点的运动，而机械波研究的是由大量质点的运动而引起的整个介质的运动
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