《波的图象》名师教案
波的图象教学设计
湖北省十堰市第一中学秦伟
核心素养：
通过《波的图象》的学习过程，让学生体验波动过程的和谐有序之美；体验整体与局部的辩证统一之美；体验时间和时刻的动静结合之美。
教学目标：
1.理解波的图象的意义；
2.区别运用振动图象和波动图象；
3.能运用知识解决实际问题。
4. 加强对观察能力，逻辑思维能力的培养。
教学重点、难点：
重点：波的图象的意义和应用
难点：对波的图象的理解及跟振动图象的区别
设计思想：
波的图象是本章的教学重点和难点。教学中应根据实际情况，采用多种教学手段，如通过多媒体动画课件模拟演示各个时刻的波形，帮助学生在头脑中形成正确的物理图景。以横波为例说明波的图象的物理意义，通过这一过程提高学生的抽象思维能力。
教科书重点讲波的图象表现的是各个质点在某一时刻偏离平衡位置的位移。对此，学生在初学时并不容易理解，开始时可借助波的图象与某时刻横波的形状相似，帮助学生进行理解。要让学生弄清波的图象中横、纵坐标各表示什么物理量，能在图中指出各质点的位移和质点振动的振幅。
教学过程：
课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）
【课堂引入】温故而知新：
问题1. 从振动图象可以得到哪些物理量?
（1）直接描述量：
①振幅A；
②周期T；
③任意时刻偏离平衡位置的位移
（2）间接描述量
①频率
②位移系列：回复力、加速度、势能
③速度系列：动能
问题2.机械波的形成和波的特点?
（1）形成：机械波是机械振动在介质中的传播
（2）特点：
①机械波可分为横波和纵波；
②波传播的是振动形式和能量，也可传递信息；
③质点不随波迁移。
【课堂学习】波的图象
学习活动一：
【演示】动画演示水波和绳波的动态图象，体验波动中的和谐灵动统一之美。
思考并讨论问题：
1.如何体现波传递的是振动形式？
2. 如何体现波传递的是能量？
3.如何体现质点不随波迁移？
答1：从整体来看，下一个质点总是重复前一个质点的振动
答2：从整体来看，沿传播方向的质点由静到动，动能势能都增加
答3：从局部来看，以红色的质点为研究对象，它只在虚线上上下振动
小结一：思想方法论：整体和局部相互联系，互为依托学习
（优教提示：请打开素材“动画演示：波的本质”）
学习活动二：
问题3：说说在演示中还有哪些其他的发现？
（巩固整体和局部的思想方法，引出波长和周期、频率的概念）
（1）波的波长：在波动中对平衡位置的位移总是相等（包括大小和方向）的两相邻质点间的距离。
（2）波的周期（或频率）等于波源的振动周期（或频率）
（优教提示：请打开素材“动画演示：机械波的形成和图象”）
学习活动三：
问题4：回答第8s时所有质点的位移及振动方向？（将视频暂停）
思想方法论小结二：动态研究变为静态研究
（引出波的图象）
知识小结一：波的图象
1.用横坐标表示在波传播方向上各质点的平衡位置
2.用纵坐标表示某时刻各质点偏离平衡位置的位移
3.在XOY坐标平面上画出某时刻各质点偏离平衡位置的位移
4.波的图象的画法：将某时刻各质点偏离平衡位置的位移矢量的末端用光滑的曲线连接起来
思考与讨论：在图象中描出第8s时所有质点的位移及振动方向？学习活动四：波的多解性
问题5：下图是视频t1和t2时刻的波动图象的截图，请你依据图象描述时间间隔和周期的关系知识小结二：时间的周期性
问题6：下图是视频某时刻的波动图象的截图，请你在图象中描出任一质点振动方向
小结二：波的传播方向和质点振动方向的关系满足
（1）箭头对箭头法
（2）上下坡法
问题7：如图所示为一列沿X轴传播的简谐波在某时刻的波形图.试求出波形图上A、B、C、D四个质点的振动方向。
知识小结三：波的传播方向具有双向性
问题8：已知某时刻A质点位于波峰位置，B质点位于波谷位置，两质点间的距离为L，若不知道L和波长的具体值，请写出L和波长可能的关系式
知识小结四：波的传播方向具有双向性
问题9：振动图象与波的图象的异同
学习活动二：波的图象与振动图象的区别
【课堂小结】
1.方法论：整体和局部，动态与静态，时间和时刻
2.波的图象的画法及物理意义
3.波的多解性
【课堂反馈】
（优教提示：打开优教配套习题，使用互动答题卡，更快更便捷地掌握学生的学习情况）1、根据如图所列的两图形，分别判断它们属于何种图形（）
A．（a）是振动图形，（b）是波动图形
B．（a）是波动图形，（b）是振动图形
C．都是波动图形
D．都是振动图形
2、根据上题所示图象，确定图中A、B两质点的运动方向（）
A．A点向下，B点向上
B．A点向上，B点向下
C．两质点均向上
D．两质点均向下
3、波形图象和振动图象都是正弦或余弦曲线，但物理意义不同：振动图象的物理意义是；波动图象的物理意义是；从振动图象和波动图象可直接读出的相同的物理量是．
4、横波的图象中，在波的传播方向上达到的质点所在处是波峰，达到的质点是波谷，波峰和波谷是出现的．
5、一列简谐波在x轴上传播，波振动周期为0.4s，已知t=0时刻的波形图如图所示，图中M处的质点此时正经过平衡位置沿y轴正方向运动；画出t=0.5s的波形图．
参考答案：1．B 2．D
3．某一质点在各个时刻离开平衡位置的位移某一时刻各个质点离开各自平衡位置的位移振幅
4．正向最大位移；负向最大
位移；周期性交替
5．将原波形向－x方向（波的传播方向）平移5cm，图略。
【板书设计】
第三节波的图象
一、波的图象
1.什么是波的图象
2.波的图象意义
3.能从波的图象中得到哪些信息
二、波的图象与振动图象的区别
三、课堂小结
1.方法论：整体和局部，动态与静态，时间和时刻
2.波的图象的画法及物理意义
3.波的多解性