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课题 第三节 纵横波演示器——机械波（二）
课时 1课时（45 min） 总 21 课时
教学目标 知识技能目标： 了解波的衍射 了解波的干涉 了解多普勒效应 （4）理解波的衍射和干涉的物理意义，知道它们之间的关系 思政育人目标： （1）通过音叉实验，了解声音的共鸣，培养善于发现问题和解决问题的能力 （2）通过学习“关于共振现象的故事”这一案例，感受古人的智慧，坚定文化自信
教学重难点 教学重点：衍射、干涉、多普勒效应 教学难点：波的衍射和干涉的物理意义，以及它们之间的关系
教学方法 讲练结合法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
问题导入 （4 min） 【教师】提出以下问题： （1）为什么隔着墙说话，墙那边的人也能听见？为什么水塘里的水波会绕过水中的石块和芦苇继续传播？ （2）在水面上扔两个小石子，观察两个石子产生的水波状态，想一想为什么两列水波相遇后，有些地方起伏很明显，有些地方却很平静？ 【学生】思考、举手回答 通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣
传授新知 （20 min） 【教师】通过学生的回答引入要讲的知识 知识点 波的衍射 【教师】举例讲解波的衍射 波可以绕过障碍物继续传播的现象，叫作波的衍射 只有孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象。一切波都能发生衍射，而要发生明显的衍射现象须满足上述条件。当不满足上述条件时，衍射现象仍存在，只不过该现象不明显，不易被观察到。 衍射的实质，是振动的形式和能量传到障碍物后方的阴影区域中。 【学生】聆听、理解、做笔记 知识点 波的独立传播原理和叠加原理 【教师】讲解波的独立传播原理和叠加原理 几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，互不影响，这就是波的独立传播原理。 介质的质点同时参与了这两列波引起的振动，质点的位移等于两列波单独传播时引起的位移的矢量和，这就是波的叠加原理。 波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者用于描述波的性质，即同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。后者用于描述介质中质点的运动情况，即每个质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。 【学生】聆听、理解、记笔记 知识点 波的干涉 【教师】讲解波的干涉 当频率相同、振动方向平行、相位相同或相位差恒定的两列波相遇时，使某些区域的振动始终加强，某些区域的振动始终减弱，且振动加强和振动减弱的区域相间的现象，称为波的干涉。由波的干涉所形成的图样，叫作干涉图样。 一切波都能发生干涉，干涉和衍射一样，都是波特有的现象，但当两列波相遇并叠加时，不一定能得到稳定的干涉图样。要产生稳定的干涉现象，需要满足以下条件：频率相等、相差恒定、两列波共面同线。满足上述条件的波称为相干波，其波源称为相干波源。 两列振幅均为A的相干波，其干涉图样中的振动加强点（区）出现在波峰与波峰相遇处或波谷与波谷相遇处，此处振幅为2A，位移在2A～0～范围内周期性变化；振动减弱点（区）出现在波峰与波谷相遇处，此处振幅为0，位移始终为0（不振动）。 两波源的振动情况完全相同，某点到两波源的波程差若满足，则该点（或该点所在区域）为振动加强点（或振动加强区）；若满足，则该点（或该点所在区域）为振动减弱点（或振动减弱区），其中，1，2，3…… 两波源相位相反，频率和波长相同，某点到两波源的波程差若满足，则该点（或该点所在区域）为振动减弱点（或振动减弱区）；若满足，则该点（或该点所在区域）为振动加强点（或振动加强区），其中，1，2，3…… 【学生】聆听、理解、记笔记 知识点 多普勒效应 【教师】讲解多普勒效应 波源和观察者相对静止时，观察者接收到的频率不变；两者相对靠近时，观察者接收到的频率变大；两者相对远离时，观察者接收到的频率变小。由于波源和观察者相对介质运动时，使观察者感到频率变化的现象称为多普勒效应。 多普勒效应是物理学研究中的重要成果之一，在交通、医学、气象、通信等方面应用广泛。 1．交通应用 检查机动车速度的雷达测速仪就是利用了多普勒效应。交警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波（通常是红外线），当电磁波到达目标车辆后，就会向测试仪器发射一定频率的反射波。根据反射波频率变化的多少，就能知道该车辆的速度。 2．医学应用 在现代医学中，可利用超声波检查心脏和血管的健康情况。这是因为血管内的血液是流动的物体，所以超声波振源与相对运动的血液间就会产生多普勒效应。血液向着声源运动时，反射波的波长被压缩，因而频率增大；血液远离声源运动时，反射波的波长变长，因而频率减小。反射波频率增大或减小的量，与血液的流动速度成正比，因此可根据超声波的频移量，测定血液的流速。 除此之外，有经验的铁路工人可以由火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢；有经验的战士可以由炮弹飞行时的尖叫声，判断飞行的炮弹是接近还是远去；由在地球表面收到的遥远天体发出的光波频率，可以判断该天体相对于地球的运动速度，这些都体现了多普勒效应。 【学生】聆听、理解、记笔记 通过教师的讲解和演示，使学生理解力的概念、三要素、特性、力的图示 。
课堂讨论 （10 min） 【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题： （1）为什么在众多说话声中，仍能辨别出某个人的声音？为什么乐队在演奏交响乐时，听众仍能辨别出不同乐器所发出的声音？ （2）举例说明多普勒效应在生活中的应用 【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果 【教师】与学生一起评价各组的发言 通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对所学知识的理解，并将所学知识与实践相结合
课堂小结 （3 min） 【教师】简要总结本节课的要点 本节课学习了波的衍射、干涉、多普勒效应等知识，重点是生活实际中对这些知识的应用，希望大家在课下多加练习，巩固课上所学知识，能够正确理解波的衍射和干涉的物理意义，并知道它们之间的关系。 【学生】总结回顾知识点 总结知识点，巩固学生对多普勒效应相关知识的印象
作业布置 （2 min） 【教师】布置课后作业 完成教材习题5-3中与本课相关的习题 【学生】完成课后作业 通过课后作业复习巩固学到的知识，提高计算能力
教学反思 本节课中，重点是对知识的提取加工和应用，尤其在生活实际中能区分那些是波的衍射，那些是干涉，那些是多普勒效应，所在在教材处理上应多举实例，在课堂组织上教师应因材施教，对于优秀学生应使其在达到基本要求后，向更高层次迈进，对于后进生，应打好其基础，努力使其达到基本要求，并通过学生间的互助，让优秀学生带动后进生

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