高中物理《機械波》的教案
一、教學目的
1．透過實驗演示，讓學生認識機械波及其形成條件；透過分析討論理解機械波的概念、實質和特點，以及與機械振動的關係，透過比較對機械波進行分類．
2．進一步培養、加強學生對實驗現象的觀察、分析推理能力．
二、教材分析
在學生學習了機械振動、簡諧運動規律的基礎上，接著本節教材從實驗現象分析比較得出械械波的概念實質、特點和分類．所以在此安排機械波的教學恰到好處，既有利於本節課的學習又是對前面知識的運用、複習和鞏固，而且透過對機械波的學習有助於學生理解將要學習的聲波、電磁波、光波。
三、教學重點
機械波的形成原因和特點．
四、教學難點
對機械波在傳播過程中，介質質點在各自平衡位置的振動情況和振動以波的形式在介質中傳播的理解，弄清機械振動與橫波的關係和區別．
五、教材教法
實驗分析法．
六、教材學法
讓學生學會如何由實驗現象進行分析揭示事物本質的一種科學方法．
七、教學教具
繩子一根(2m左右)，繩波掛圖，螺旋彈簧縱波演示器，縱波掛圖．
八、教學過程
(一)複習提問，從實驗現象引入新課
(提問)什麼是機械振動？什麼是簡諧運動？
機械振動：物體在平衡位置附近的往復運動．
簡諧運動：物體在跟位移大小成正比，並且總是指向平衡位置的力的作用下的振動．
(提問)向平靜水中(如平靜的游泳池水)投石子會看到什麼現象？以石子擊水點為中心，振動(波浪)遠離中心向四周傳播，直到很遠(游泳池的岸邊)．
(演示)繩子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖動．
(提問)學生看到了什麼？看到一列凸凹相間的波形(振動形式)向繩子的另一端傳去，這就是(板書)機械波(給出學生波的直覺感受)，這就是本節課的內容．
(二)新課教學
1．(板書)波的形成條件
(提問)平靜的水中不投石子，即給水沒有施加振動，水面上有沒有水波(機械波)？沒有．
(演示提問)如果手拿繩子的一端不抖動，保持靜止，那麼，繩子上各處有沒有振動？有沒有繩波？——沒有．
可見要產生水波，就必須給水施加振動；要產生繩波，就必須手拿繩子的一端進行上下振動，這就是物理上講的振源也叫做波源，這是產生波的一個條件．
(板書)①波源就是能夠產生振動的`物體或質點．
(提問)如果有振源而沒有水、繩子即媒介物能不能產生波？——不能．
物理上把水、繩子等媒介物叫做介質，可見介質也是產生波的另一個條件．
(板書)②介質就是傳播機械振動的媒介物．
(總結)透過上面的實驗觀察可見波產生的條件是：不但要有波源而且還要有介質，兩者缺一不可．
2．(板書)分析介質能夠傳播機械振動的原因和機械波的概念
(提問)為什麼介質中某一點發生的振動能向各個方向傳播？
原來這是由介質本身的性質決定的，我們可以把介質看成由大量的質點構成的物質，相鄰質點間存在著相互作用力，當介質中某一點發生振動時，就會帶動它相鄰的質點振動，這些質點的振動又會帶動各自周圍的質點發生振動，這樣振動就會在介質中逐漸傳播開來．
(總結)可見(板書)①機械波形成的原因就是由於介質本身內部各質點間存在著相互作用力，即介質本身內部的力學性質決定的．
(板書)②機械波就是機械振動在介質中的傳播過程．
3．(板書)機械波的實質和特點
(提問)漂浮在水面上的樹葉隨著水的上下振動而上下振動，它會不會隨水波的向前傳播而向外遷移？——不會．
(演示)在繩子上的任意一點繫上一圈紅布或者用紅墨水塗上一圈(要讓學生能明顯觀察到紅色標誌)，手拿繩子一端上下振動．(提問)同學們看到了有紅色標誌的點如何運動？會不會向繩的另一端移動？有紅色標誌的點在其平衡位置附近做上下振動，而不會向繩的另一端移動．
(演示)然後在繩子上不同的點(最好等距離標記上4至5個紅色點，手拿繩子上下振動，讓學生仔細觀察．(提問)各個點振動的先後順序如何？——越靠近振動的手一端的紅色點先振動，接著是下一個，最後是最遠的紅色點．
(小結)(板書)機械波的特點：
①介質中各質點只在各自平衡位置附近做機械振動，並不沿波的傳播方向發生遷移．
②沿波的傳播方向，介質中各質點依次開始振動，距離波源愈近，愈先開始振動．
根據波的傳播特點和概念，(提問)既然沿波的傳播方向各個質點在其平衡位置附近依次振動，又不遷移，那麼機械波傳播的是什麼？——機械波傳播的是機械振動的形式(又提問)前面我們知道，機械振動是具有能量的，那麼機械波是不是也把波源的能量透過介質的質點的機械振動依次傳播出去了？——是。
(總結)可見(板書)機械波的實質是：
①傳播振動的一種形式．
②傳遞能量的一種方式．即依靠介質中各個質點間的相互作用力而使各相鄰質點依次做機械振動來傳遞波源的能量．
4．機械波的分類
(演示)用螺旋彈簧縱波演示器進行演示，首先使金屬球沿著彈簧的方向左右振動．讓學生仔細觀察(提問)彈簧上會出現什麼現象？——彈簧上各部分發生週期性的壓縮與拉伸，一會兒變密，一會兒變疏，疏密不均的狀態在彈簧上自左向右傳播．這也是機械波，即形成一列疏密相間的波，其波源是振動的金屬球，介質是彈簧．
(演示和掛圖)
分別演示繩波和彈簧波，讓學生仔細觀察和比較介質中各質點的振動方向與波的傳播方向的區別，透過繩波掛圖和螺旋彈簧縱波掛圖，給出波的分類及相關概念．
九、練習與思考
機械波與機械振動有何區別與聯絡？
聯絡：機械波是由機械振動引起的，依靠介質本身的力學性質來實現的．
區別：機械振動研究的是單個質點的運動，而機械波研究的是由大量質點的運動而引起的整個介質的運動