3.4波的干涉 教学设计-2021-2022学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

人教版高中物理选择性必修一第三章第4节
《波的干涉》教学设计
一、教材分析
本节课程是在学习了波的反射、折射以及衍射的基础上更进一步的了解波的特征，教材通过波的叠加这种普遍的物理现象，引起学生探究波的叠加规律的兴趣，从而引出波的干涉这种特殊叠加现象，学生要清楚波的干涉是一种特殊的叠加形式，发生波的干涉现象需要满足一定的条件，并要知道波的干涉规律。
二、教学目标
1.物理观念：了解波的叠加原理，波的干涉条件及干涉规律。
2.科学思维：通过对波的叠加及波的干涉现象的学习，培养学生空间想象的思维能力。
3.科学探究：通过观看视频，观察演示实验，体会波的叠加规律及干涉规律，引导学生养生多观察、多思考乐于探究事物本质的学习习惯。
4.科学态度与责任：提升观察能力，养成透过事物的宏观现象，探索其本质的学习习惯。
三、教学重难点
1.教学重点：知道波的叠加原理，了解波的干涉条件及干涉现象，并学会利用干涉定律解释生活中的的相关现象。
2.教学难点：波的叠加现象，波的干涉规律
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
1、新课引入 【提问】在平静的水面上，下落的雨滴激起层层涟漪，形成了复杂而美丽的图案。这种图案是怎样产生的？ 观察现象，提出猜想 利用生活情境，激发学生的兴趣。
2、探究波的叠加原理 【演示】两个小球碰撞后小球的运动情况 【探究活动】两列波相遇后各自的运动情况。让两位同学各握住轻绳一端，上下抖动绳子形成绳波，观察两列波的运动情况 通过观察实验引导学生得出①两列波相遇时能够保持各自的运动状态，继续传播，②在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这两列波引起的振动。 【讲解】两列绳波相遇的情况 相遇前相遇时刻相遇过程相遇后
引导学生得出波的叠加原理： 几列波相遇时能够保持各自的运动特征，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。 【展示】生活中波的独立传播情境 红绿光束空间交叉 水波 乐队演奏 上课讨论 观察两个小球碰撞的现象 提出猜想 参与实验活动 观察两列绳波相遇后的情况 观察两列波的叠加情况，通过小组讨论得出两列波相遇时的特点 记录笔记 运用波的独立传播原理解释生活现象 调动学生已有的知识，通过对比小球碰撞和波相遇的结果，产生认知冲突，从而引发学生的学习兴趣，也为后面的学习奠定基础 设置多个实验，提高学生的参与度，增加波的叠加特点的记忆点，建构波的叠加的模型。 从物理视角解释生活现象，让学生体会生活中的物理
3、探究波的干涉 【提问】两列周期相同的波相遇时，在它们重叠的区域里会发生什么现象？ 【演示实验】用水波干涉演示仪演示两列频率相同，振动方向也相同的水波的叠加情况。 引导学生观察现象：①水面上形成了以两个波源为圆心的同心圆；②水面上形成的图样是稳定的；③水面上出现相对平静的区域和激烈振动的区域，这两种区域在水面上的位置是固定的，而且相互隔开． 【讲解】水波的干涉现象 （1）波的干涉的定义 （2）干涉图样： a.加强点：振动最激烈的质点连起来，就是振动加强区 b.减弱点：相应的振动最不激烈或静止的质点连起来，就是振动减弱区 引导学生思考干涉图样的特点： ①振动加强区和振动减弱区是相互间隔着出现的； ②振动加强的区域振动始终加强，振动减弱的区域振动始终减弱； ③振动加强（减弱）的区域是指质点的振幅大（小），而不是指振动的位移大（小），因为位移是在时刻变化的 【演示】探究形成稳定干涉图样的条件 引导学生观察实验现象得出形成稳定干涉图样的条件是： a.频率相同； b.相位差恒定； c.振动方向相同 【振动加强点和减弱点判断】 加强点： 减弱点： 提出猜想 观察两列水波的叠加情况 小组讨论总结出水波叠加的现象 记忆并理解波的干涉的定义、干涉图样，波的干涉的特点。 理解加强点的特点 理解减弱点的特点 观察现象，得出形成稳定干涉图样的条件 通过实验探究波的干涉的特点，培养学生的科学探究素养 引导学生构建波的干涉模型 帮助学生理解加强点的含义与特点 帮助学生理解减弱点的含义与特点 探究形成稳定干涉图样的条件，“控制变量法”，培养学生探究的素养
4、巩固练习 ①解释现象 a.水面上的涟漪 b. 降噪耳机 c.光的干涉图样 d.操场上的声波 ②分析干涉图样 用物理知识解释生活中的现象 理解波的干涉，通过推理论证解决问题 培养学生从物理学视角解释生活现象的能力 检测学生对波的干涉模型的掌握情况
5、课堂小结+课外拓展 （1）总结本节课学习的重点内容 （2）小组合作利用课后时间，用两个气球当做波源，在水面上振动，形成稳定的干涉图样，并录制成视频，在下节课上分组交流。 总结课堂重点内容
五、板书设计
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