高中物理選修3-4全套教案(人教版)

1、高二物理選修3-4教案11、1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能 1、了解什么是機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 2、正確理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理含義，知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦或余弦曲線過程與方法 通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出機(jī)械振動(dòng)的特征，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力情感態(tài)度與價(jià)值觀 讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的神奇，實(shí)驗(yàn)的樂趣二、教學(xué)重點(diǎn) 使學(xué)生掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律三、教學(xué)難點(diǎn) 偏離平衡位置的位移與位移的概念容易混淆；在一次全振動(dòng)中速度的變化四、教學(xué)過程 引入：我們學(xué)習(xí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜：勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)，今天學(xué)習(xí)一種更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1、機(jī)械振動(dòng) 振動(dòng)

2、是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動(dòng)形式，請(qǐng)舉例說明什么樣的運(yùn)動(dòng)就是振動(dòng)？ 微風(fēng)中樹枝的顫動(dòng)、心臟的跳動(dòng)、鐘擺的擺動(dòng)、聲帶的振動(dòng)這些物體的運(yùn)動(dòng)都是振動(dòng)。請(qǐng)同學(xué)們觀察幾個(gè)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，注意邊看邊想：物體振動(dòng)時(shí)有什么特征？演示實(shí)驗(yàn)（1）一端固定的鋼板尺見圖1（a） （2）單擺見圖1（b）（3）彈簧振子見圖1（c）（d） （4）穿在橡皮繩上的塑料球見圖1（e）提問：這些物體的運(yùn)動(dòng)各不相同：運(yùn)動(dòng)軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動(dòng)方向水平的、豎直的；物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同的、不同的它們的運(yùn)動(dòng)有什么共同特征？歸納：物體振動(dòng)時(shí)有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的簡(jiǎn)稱。2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧

3、運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)，我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（1）彈簧振子 演示實(shí)驗(yàn)：氣墊彈簧振子的振動(dòng)討論 ：a滑塊的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)，可以看作質(zhì)點(diǎn) b彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)的質(zhì)量，可以忽略不計(jì),一個(gè)輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個(gè)彈簧振子 c沒有氣墊時(shí)，阻力太大，振子不振動(dòng)；有了氣墊時(shí)，阻力很小，振子振動(dòng)。我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。（2）彈簧振子為什么會(huì)振動(dòng)？ 物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí)，一定受到指向中心位置的力，這個(gè)力的作用總能使物體回到中心位置，這個(gè)力叫回復(fù)力，回復(fù)力是根據(jù)力的效果命名的，對(duì)于彈簧振子，它是彈力?；貜?fù)力可以是彈力，或其它的力，或幾個(gè)力的合力，或

4、某個(gè)力的分力，在O點(diǎn)，回復(fù)力是零，叫振動(dòng)的平衡位置。（3）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征 彈簧振子在振動(dòng)過程中，回復(fù)力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關(guān)系。在研究機(jī)械振動(dòng)時(shí)，我們把偏離平衡位置的位移簡(jiǎn)稱為位移。3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖象振動(dòng)圖象 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移指的是什么位移？（相對(duì)平衡位置的位移）演示：當(dāng)彈簧振子振動(dòng)時(shí)，沿垂置于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶，毛筆P就在紙帶上畫出一條振動(dòng)曲線 說明：勻速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙帶移動(dòng)的距離與時(shí)間成正比，紙帶拉動(dòng)一定的距離對(duì)應(yīng)振子振動(dòng)一定的時(shí)間，因此紙帶的運(yùn)動(dòng)方向可以代表時(shí)間軸的方向，紙帶運(yùn)動(dòng)的距離就可以代表時(shí)間。介紹這種記錄振動(dòng)方法

5、的實(shí)際應(yīng)用例子：心電圖儀、地震儀 理論和實(shí)驗(yàn)都證明：（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象都是正弦或余弦曲線讓學(xué)生思考后回答：振動(dòng)圖象在什么情況下是正弦，什么情況下是余弦？ 引導(dǎo)學(xué)生回答：由開始計(jì)時(shí)的位置決定。五、板書設(shè)計(jì) 11、1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)1、機(jī)械振動(dòng) 物體振動(dòng)時(shí)有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的簡(jiǎn)稱2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖象振動(dòng)圖象 正弦曲線六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手段 鋼板尺、鐵架臺(tái)、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球、氣墊彈簧振子、微型氣源八、課后反思 本節(jié)課主要讓學(xué)生體會(huì)機(jī)械振動(dòng)和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從實(shí)驗(yàn)中感受簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

6、到底是一個(gè)什么樣的運(yùn)動(dòng)，無論從形式上還是圖像上。 11、2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能 1、知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的含義 2、理解周期和頻率的關(guān)系 3、知道振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率，并正確理解與振幅無關(guān)過程與方法 通過觀察概括出機(jī)械振動(dòng)的特征，培養(yǎng)學(xué)生的概括能力情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過學(xué)生總結(jié)概括，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的信心和興趣二、教學(xué)重點(diǎn) 振幅、周期和頻率的物理意義三、教學(xué)難點(diǎn) 理解振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率與振幅無關(guān)四、教學(xué)過程引入 上節(jié)課講了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復(fù)力作用下，總以某一位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。將振子拉到平衡位

7、置O的右側(cè)，放手后，振子在O點(diǎn)的兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振子的運(yùn)動(dòng)是否具有周期性？ 在圓周運(yùn)動(dòng)中，物體的運(yùn)動(dòng)由于具有周期性，為了研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和頻率進(jìn)行新課 實(shí)驗(yàn)演示：觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，可知振子總在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，說明振子離開平衡位置的距離在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，這就是我們要學(xué)的第一個(gè)概念振幅。 1、振幅A：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離。我們要注意，振幅是振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，而不是最大位移。這就意味著，振幅是一個(gè)數(shù)值，指的是最大位移的絕對(duì)值。 2、振動(dòng)的周期和頻率（1）、振動(dòng)的周期T：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物

8、體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間 振動(dòng)的頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)（2）、周期的單位為秒（s）、頻率的單位為赫茲（Hz）實(shí)驗(yàn)演示：下面我們觀察兩個(gè)勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子，讓這兩個(gè)彈簧振子開始振動(dòng)，用秒表或者脈搏計(jì)時(shí)，比較一下這兩個(gè)振子的周期和頻率。演示實(shí)驗(yàn)表明，周期越小的彈簧振子，頻率就越大（3）、周期和頻率的關(guān)系。兩者的關(guān)系為：T=1/f 或 f=1/T 舉例來說，若周期T=0.2s，即完成一次全振動(dòng)需要0.2s，那么1s內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，就是1/0.2=5s-1.也就是說，1s鐘振動(dòng)5次，即頻率為5Hz. 3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期或頻率與振幅無關(guān)實(shí)驗(yàn)演示（引導(dǎo)學(xué)生注意聽）：敲一下音叉,聲音逐

9、漸減弱,即振幅逐漸減小,但音調(diào)不發(fā)生變化,即頻率不變 振子的周期(或頻率)由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,稱為振子的固有周期或固有頻率 例如:一面鑼,它只有一種聲音,用錘敲鑼,發(fā)出響亮的鑼聲, 鑼聲很快弱下去,但不會(huì)變調(diào).擺動(dòng)著的秋千,雖擺動(dòng)幅度發(fā)生變化,但頻率不發(fā)生變化.彈簧振子在實(shí)際的振動(dòng)中, 會(huì)逐漸停下來,但頻率是不變的.這些都說明所有能振動(dòng)的物體,都有自己的固有周期或固有頻率鞏固練習(xí): A、B兩個(gè)完全一樣的彈簧振子，把A振子移到A的平衡位置右邊10cm，把B振子移到B的平衡位置右邊5cm，然后同時(shí)放手，那么：A、B運(yùn)動(dòng)的方向總是相同的A、B運(yùn)動(dòng)的方向總是相反的A、B運(yùn)動(dòng)的方向有時(shí)相同、有時(shí)相

10、反無法判斷A、B運(yùn)動(dòng)的方向的關(guān)系.五板書設(shè)計(jì) 11、2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述一、振幅A：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離 二、振動(dòng)的周期和頻率 振動(dòng)的周期T：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間 單位s 振動(dòng)的頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù) 單位Hz三、周期和頻率的關(guān)系 T=1/f 或 f=1/T 六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手段 彈簧振子 音叉八、課后反思 本節(jié)課涉及的描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量有周期、頻率、振幅、位移，對(duì)于位移應(yīng)重點(diǎn)講解，不同于以前的所學(xué)的位移是偏離平衡位置的位移，初始位置一定是平衡位置，學(xué)生易混淆。 11、3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能 1、掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義

11、，了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征 2、掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式 3、了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律過程與方法 引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察，概括簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力情感態(tài)度與價(jià)值觀 結(jié)合舊知識(shí)進(jìn)行分析，推理而掌握新知識(shí)，以培養(yǎng)其觀察和邏輯思維能力二、教學(xué)重點(diǎn) 1、重點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義 2、難點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析和能量分析三、教學(xué)難點(diǎn) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的回復(fù)力四、教學(xué)過程（一） 引入新課 復(fù)習(xí)提問：1什么是機(jī)械振動(dòng)？ 2振子做什么運(yùn)動(dòng)？日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到機(jī)械振動(dòng)的情況：機(jī)器的振動(dòng)，橋梁的振動(dòng)，樹枝的振動(dòng)，樂器的發(fā)聲，它們的振動(dòng)比較復(fù)雜，但這些復(fù)雜的振動(dòng)都是由簡(jiǎn)單的振動(dòng)的組成的

12、，因此，我們的研究仍從最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng)開始。演示豎直方向的彈簧振子，演示的就是一種最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)提問3：過去我們研究自由落體等勻變速直線運(yùn)動(dòng)是從哪幾個(gè)角度進(jìn)行研究的？今天，我們?nèi)砸獜倪\(yùn)動(dòng)學(xué)（位移、速度、加速度）研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；從動(dòng)力學(xué)（力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系）研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征，再研究能量變化的情況。（二）新課教學(xué)第二次演示豎直方向的彈簧振子提問4：大家應(yīng)明確觀察什么？學(xué)生：物體 提問5：上述四個(gè)物理量中，哪個(gè)比較容易觀察？（位移） 學(xué)生：位移 提問6：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受的是恒力還是變力？力的大小、方向如何變？ 學(xué)生：變力 小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：回復(fù)力的大小

13、與位移成正比，回復(fù)力的方向指向平衡位置 提問7：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是不是勻變速運(yùn)動(dòng)？ 學(xué)生：不是 小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，但不是勻變速運(yùn)動(dòng)。加速度最大時(shí)，速度等于零；速度最大時(shí)，加速度等于零。 提問8：從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，我們來看它在運(yùn)動(dòng)過程中能量如何變化？讓我們?cè)儆^察。 學(xué)生：動(dòng)能先增加，后減?。粍?shì)能先減小后增大 提問9：振動(dòng)前為什么必須將振子先拉離平衡位置？ 學(xué)生：外力對(duì)系統(tǒng)做功 提問10：在A點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？ 提問11：在O點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？ 提問12：在D點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？ 提問13：在B，C點(diǎn)，振子有動(dòng)能嗎？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？ 小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過

14、程是一個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程。五、板書設(shè)計(jì) 11、3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量一、回復(fù)力：回復(fù)力的大小與位移成正比，回復(fù)力的方向指向平衡位置二、能量：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程是一個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 彈簧振子，多媒體八、課后反思 本節(jié)課主要是老師根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察，然后以提問的形式進(jìn)行，有的物理量便于觀察，有的物理量就需要力學(xué)分析，學(xué)生對(duì)力學(xué)掌握的不太扎實(shí)，力學(xué)確實(shí)也是高中物理的一個(gè)難點(diǎn)，教師在以后教學(xué)中要注重這方面的分析。11、4單擺一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能 1、知道什么是單擺 2、理解單擺振動(dòng)的回復(fù)力來源及做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件 3、知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握

15、單擺振動(dòng)的周期公式，并能用公式解題過程與方法 觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出影響周期的因素，培養(yǎng)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和信心二、教學(xué)重點(diǎn) 掌握好單擺的周期公式及其成立條件三、教學(xué)難點(diǎn) 單擺回復(fù)力的分析四、教學(xué)過程（）引入新課在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，知道彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。那么：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答：物體做機(jī)械振動(dòng)，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動(dòng)單擺的運(yùn)動(dòng)（二）進(jìn)行新課 閱讀課本第13頁第一二段，思考：什么是單擺？答：一根細(xì)線上端固定，下端系著一個(gè)小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長(zhǎng)和質(zhì)量可以忽略

16、，細(xì)線的長(zhǎng)度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。圖物理上的單擺，是在一個(gè)固定的懸點(diǎn)下，用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，系住一個(gè)一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。所以，實(shí)際的單擺要求繩子輕而長(zhǎng)，擺球要小而重。擺長(zhǎng)指的是從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動(dòng)類似于鐘擺振動(dòng)。擺球靜止時(shí)所處的位置就是單擺的平衡位置。物體做機(jī)械振動(dòng)，必然受到回復(fù)力的作用，彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機(jī)械振動(dòng)，思考：?jiǎn)螖[的回復(fù)力由誰來提供，如何表示？1、平衡位置 當(dāng)擺球靜止在平衡位置O點(diǎn)時(shí)，細(xì)線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點(diǎn)就是擺球的平衡位置。2、回復(fù)力單擺的回復(fù)力F回

17、=G1=mg sin，單擺的振動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？單擺受到的回復(fù)力F回=mg sin，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sin也增大，但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。但是，在值較小的情況下（一般取10），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為 sin=X/ L，近似的有F= mg sin= ( mg /L )x = k x（k=mg/L）,又回復(fù)力的方向始終指向O點(diǎn)，與位移方向相反，滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng)，F(xiàn) = - ( mg / L )x = - k x（k=mg/L）為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。所以，當(dāng)10時(shí)，單擺振動(dòng)是

18、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。條件：擺角10位移大時(shí)，單擺的回復(fù)力大，位移小，回復(fù)力小，當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)，單擺的位移為0，回復(fù)力也為0，思考：此時(shí)，單擺所受的合外力是否為0？單擺此時(shí)做的是圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導(dǎo)學(xué)生思考，單擺作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從何而來？）。在平衡位置，擺球受繩的拉力F和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的合力充當(dāng)向心力。所以，單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)，受到的回復(fù)力為0 ，但是所受的合外力不為0。3、單擺的周期我們知道做機(jī)械振動(dòng)的物體都有振動(dòng)周期，請(qǐng)思考：?jiǎn)螖[的周期受那些因素的影響呢？生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長(zhǎng)有關(guān)。單擺的周期是否和這些因素

19、有關(guān)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)我們的猜想為了減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾，每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個(gè)物理量，這種研究問題的方法就是控制變量法。首先，我們研究擺球的質(zhì)量對(duì)單擺周期的影響：那么就先來看一下擺球質(zhì)量不同，擺長(zhǎng)和振幅相同，單擺振動(dòng)周期是不是相同。演示1：將擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放?，F(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，不會(huì)受影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺振動(dòng)的周期，所以擺角不要超過10。接下來看一下振幅對(duì)周期的影響。演示2：擺角小于10的情況下，把兩個(gè)擺球從不同高度釋放。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說明單擺振動(dòng)的周期和

20、振幅無關(guān)。剛才做過的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了如果兩個(gè)擺擺長(zhǎng)相等，單擺振動(dòng)周期和擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)。如果擺長(zhǎng)L不等，改變了這個(gè)條件會(huì)不會(huì)影響周期？演示3：取擺長(zhǎng)不同，兩個(gè)擺球從某一高度同時(shí)釋放，注意要10。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步，而且擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，振動(dòng)就越慢。這說明單擺振動(dòng)和擺長(zhǎng)有關(guān)。具體有什么關(guān)系呢？荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動(dòng)，在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：?jiǎn)螖[的周期和擺長(zhǎng)l的平方根成正比，和重力加速度g的平方根成反比周期公式：同時(shí)這個(gè)公式的提出，也是在單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的前提下，條件：擺角10由周期公式我們看到T與兩個(gè)因素有關(guān)，

21、當(dāng)g一定，T與成正比；當(dāng)L一定，T與成反比；L，g都一定，T就一定了，對(duì)應(yīng)每一個(gè)單擺有一個(gè)固有周期T， 五、板書設(shè)計(jì) 11、4單擺一、平衡位置二、2回復(fù)力單擺的回復(fù)力F回=G1=mg sin三、單擺的周期 與單擺的質(zhì)量、振幅無關(guān)六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 兩個(gè)單擺（擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同）八、課后反思 本節(jié)課主要講了單擺振動(dòng)的規(guī)律，只有在10時(shí)單擺振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；單擺振動(dòng)周期 某單擺，演示實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生做的較慢，浪費(fèi)了很多時(shí)間，可以讓學(xué)生做好預(yù)習(xí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 5、外力作用下的振動(dòng)一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能 1、知道阻尼振動(dòng)和無阻尼振動(dòng)，并能從能量的觀點(diǎn)給予說明 2、知道受迫振動(dòng)的概念。知道受

22、迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟振動(dòng)物體的固有頻率無關(guān) 3、理解共振的概念，知道常見的共振的應(yīng)用和危害過程與方法 學(xué)生通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步理解自由振動(dòng)、阻尼振動(dòng)、受迫振動(dòng)情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過物理實(shí)驗(yàn)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣二、教學(xué)重點(diǎn) 受迫振動(dòng)、共振三、教學(xué)難點(diǎn) 受迫振動(dòng)四、教學(xué)過程（一）復(fù)習(xí)提問 讓學(xué)生注意觀察教師的演示實(shí)驗(yàn)。教師把彈簧振子的振子向右移動(dòng)至B點(diǎn)，然后釋放，則振子在彈性力作用下，在平衡位置附近持續(xù)地沿直線振動(dòng)起來。重復(fù)兩次讓學(xué)生在黑板上畫出振動(dòng)圖象的示意圖（圖1中的）。 再次演示上面的振動(dòng)，只是讓起始位置明顯地靠近平衡位置，再讓學(xué)生在原坐標(biāo)上畫出第二次振子振動(dòng)的圖象（圖1

23、中的）。和應(yīng)同頻、同相、振幅不同。 結(jié)合圖象和振子運(yùn)動(dòng)與學(xué)生一起分析能量的變化并引入新課 （二）新課教學(xué) 現(xiàn)在以彈簧振子為例討論一下簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量問題。 問：振子從B向O運(yùn)動(dòng)過程中，它的能量是怎樣變化的？引導(dǎo)學(xué)生答出彈性勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。 問：振子從O向C運(yùn)動(dòng)過程中能量如何變化？振子由C向O、又由O向B運(yùn)動(dòng)的過程中，能量又是如何變化的？ 問：振子在振動(dòng)過程中總的機(jī)械能如何變化？引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械能守恒定律，得出在不計(jì)阻力作用的情況下，總機(jī)械能保持不變。 教師指出：將振子從B點(diǎn)釋放后在彈簧彈力（回復(fù)力）作用下，振子向左運(yùn)動(dòng)，速度加大，彈簧形變（位移）減少，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為振子的動(dòng)能。當(dāng)回到平

24、衡位置O時(shí)，彈簧無形變，彈性勢(shì)能為零，振子動(dòng)能達(dá)到最大值，這時(shí)振子的動(dòng)能等于它在最大位移處（B點(diǎn)）彈簧的彈性勢(shì)能，也就是等于系統(tǒng)的總機(jī)械能。 在任何一位置上，動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變，都等于開始振動(dòng)時(shí)的彈性勢(shì)能，也就是系統(tǒng)的總機(jī)械能由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中總機(jī)械能守恒，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振幅不變。如果初始時(shí)B點(diǎn)與O點(diǎn)的距離越大，到O點(diǎn)時(shí)，振子的動(dòng)能越大，則系統(tǒng)所具有的機(jī)械能越大。相應(yīng)地，振子的振幅也就越大，因此簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅與能量相對(duì)應(yīng)。問：怎樣才能使受阻力的振動(dòng)物體的振幅不變，而一直振動(dòng)下去呢？引導(dǎo)學(xué)生答出，應(yīng)不斷地向系統(tǒng)補(bǔ)充損耗的機(jī)械能，以使振動(dòng)物體的振幅不變。 指出：這種振幅不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)。 舉幾

25、個(gè)等幅振動(dòng)的例子，例如電鈴響的時(shí)候，鈴錘是做等幅振動(dòng)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)，打點(diǎn)針是做等幅振動(dòng)。掛鐘的擺是做等幅振動(dòng)。它們的共同特點(diǎn)是，工作時(shí)振動(dòng)物體不斷地受到周期性變化外力的作用。這種周期性變化的外力叫驅(qū)動(dòng)力。在驅(qū)動(dòng)力作用下物體的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。再讓學(xué)生舉幾個(gè)受迫振動(dòng)的例子，例如內(nèi)燃機(jī)氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng)，縫紉機(jī)針頭的運(yùn)動(dòng)，揚(yáng)聲器紙盆的運(yùn)動(dòng)，電話耳機(jī)中膜片的運(yùn)動(dòng)等都是受迫振動(dòng)。問：受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢？讓學(xué)生注意觀察演示（圖3）。用不同的轉(zhuǎn)速勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)把手，可以發(fā)現(xiàn)，開始振子的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜，但達(dá)到穩(wěn)定后，振子的運(yùn)動(dòng)就比較穩(wěn)定，可以明顯地觀察到受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期。這樣就可以得

26、到物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，而跟振子的固有頻率無關(guān)。問：受迫振動(dòng)的振幅又跟什么有關(guān)呢？演示擺的共振（裝置如圖4），在一根繃緊的繩上掛幾個(gè)單擺，其中A、B、G球的擺長(zhǎng)相等。當(dāng)使A擺動(dòng)起來后，A球的振動(dòng)通過張緊的繩給其余各擺施加周期性的驅(qū)動(dòng)力，經(jīng)一段時(shí)間后，它們都會(huì)振動(dòng)起來。驅(qū)動(dòng)力的頻率等于A擺的頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在A擺多次擺動(dòng)后，各球都將以A球的頻率振動(dòng)起來，但振幅不同，固有頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等的B、G球的振幅最大，而頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相差最大的D、E球的振幅最小。明確指出：驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí)，振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。講解一下共振在技術(shù)上有其有利的一面，也存在不利的一面

27、。結(jié)合課本讓同學(xué)思考，在生活實(shí)際中利用共振和防止共振的實(shí)例。小結(jié)1振動(dòng)物體都具有能量，能量的大小與振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)能量也越大；2當(dāng)振動(dòng)物體的能量逐漸減小時(shí)，振幅也隨著減小，這樣的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)；3振幅保持不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)；4物體在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；5當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)振幅最大的現(xiàn)象叫共振；共振在技術(shù)上有其有利的一面，也存在不利的一面；有利的要盡量利用，不利的要盡量防止。五、板書設(shè)計(jì) 5、外力作用下的振動(dòng)一、等幅振動(dòng) 振幅保持不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)二、阻尼振動(dòng) 振動(dòng)物體的能量逐漸減小時(shí)，振幅也隨著減小，這樣的振動(dòng)叫阻

28、尼振動(dòng)三、受迫振動(dòng) 物體在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng) 受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)振幅最大的現(xiàn)象叫共振六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 彈簧振子、受迫振動(dòng)演示儀、擺的共振演示器八、課后反思 本節(jié)課知識(shí)比較簡(jiǎn)單，主要讓學(xué)生區(qū)分幾種振動(dòng)，在受迫振動(dòng)中，做受迫振動(dòng)的物體其振動(dòng)周期與物體的固有周期無關(guān)等于驅(qū)動(dòng)力的周期，學(xué)生不好理解需要教師多羅列一些生活中的實(shí)例，并且做好演示實(shí)驗(yàn)。關(guān)于共振因?yàn)榕c生活聯(lián)系緊密，學(xué)生反而容易接受。12.1 波的形成和傳播一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道直線上機(jī)械波的形成過程 2、知道什么是橫波,波峰和波谷 3、知道什么是縱

29、波,密部和疏部 4、知道“機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波”，知道波在傳播運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)也傳遞了能量過程與方法1、培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力 2、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和歸納的能力 情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力二、教學(xué)重點(diǎn)機(jī)械波的形成過程及傳播規(guī)律三、教學(xué)難點(diǎn) 機(jī)械波的形成過程四、教學(xué)過程（）引入新課演示抖動(dòng)絲帶的一端，產(chǎn)生一列凹凸相間的波在絲帶上傳播在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中，我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動(dòng)形式波動(dòng)，請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e出幾個(gè)有關(guān)波的例子。學(xué)生會(huì)列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā)，大家聽說過地震嗎？學(xué)生會(huì)想到地震波。水波、聲波、地震波都是機(jī)械波，無線電波、光波都是電磁波。

30、這一章我們學(xué)習(xí)機(jī)械波的知識(shí)，以后還會(huì)學(xué)習(xí)電磁波的知識(shí)。（二）進(jìn)行新課現(xiàn)在學(xué)習(xí)第一節(jié)，波的形成和傳播演示撥動(dòng)水平懸掛的柔軟長(zhǎng)彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播演示敲擊音叉，聽到聲音，這是聲波在空氣中傳播（指明，雖然眼睛看不到波形，但它客觀存在，也是疏密相間的波形）師生共同分析，得出波產(chǎn)生的條件：波源，介質(zhì)波是怎樣形成的呢？為什么會(huì)有不同的波形？波傳播的是什么呢？（設(shè)置疑問，激發(fā)學(xué)生的探究欲望）實(shí)驗(yàn)探索發(fā)放“探索波的形成和傳播規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鞑ǖ男纬稍蚝蛡鞑ヒ?guī)律實(shí)驗(yàn)（一）學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：每?jī)扇艘粭l絲帶（60cm左右），觀察絲帶上凹凸相間的波。實(shí)驗(yàn)步

31、驟：（1）、將絲帶一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖動(dòng)，在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播。（2）、在絲帶上每隔大約23cm用墨水染上一個(gè)點(diǎn)，代表絲帶上的質(zhì)點(diǎn)。重復(fù)步驟（1）。觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)依次被帶動(dòng)著振動(dòng)起來，振動(dòng)沿絲帶傳播開去，在絲帶上形成凹凸相間的波。思考：絲帶的一端振動(dòng)后，為什么后面的質(zhì)點(diǎn)能被帶動(dòng)著運(yùn)動(dòng)起來？如果將絲帶剪斷，后面的質(zhì)點(diǎn)還能運(yùn)動(dòng)嗎？（質(zhì)點(diǎn)間存在力的作用，不能0分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？(質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間不同）觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)是否隨波向遠(yuǎn)處遷移？(不隨波遷移）實(shí)驗(yàn)（二）觀察波動(dòng)演示器上凹凸相間的波：（因器材有限，可以教師操作，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察）

32、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線。（表示各質(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置）（2）、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來。（注意觀察各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的先后順序）現(xiàn)象：后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻遲些，從總體上看形成凹凸相間的波各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿豎直方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移？(不遷移）這種波叫做橫波，在橫波中凸起的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷實(shí)驗(yàn)（三）觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波實(shí)驗(yàn)步驟：（1）、撥動(dòng)水平懸掛的柔軟長(zhǎng)彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播（2）、在彈簧上某一位置系一根紅布條，代表彈簧上的質(zhì)點(diǎn)，重

33、復(fù)步驟（1）觀察:：紅布條是否隨波遷移？（不遷移）說明了什么？分析：彈簧上疏密相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？（類比絲帶上波產(chǎn)生的分析方法，鍛煉學(xué)生的知識(shí)遷移能力）實(shí)驗(yàn)（四）觀察波動(dòng)演示器上疏密相間的波：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線（2）、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來現(xiàn)象：后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻遲些，從總體上看形成疏密相間的波各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿水平方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在一條直線上質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移？（不遷移）這種波叫做縱波，在縱波中最密處叫做密部，最疏處叫做疏部分析實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：不論橫波還是縱波，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)

34、點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)并不隨波遷移波傳來前，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)是靜止的，波傳來后開始振動(dòng)，說明他們獲得了能量。這個(gè)能量是從波源通過前面的質(zhì)點(diǎn)傳來的。因此：波是傳遞信息能量的一種方式。（三）知識(shí)應(yīng)用1、課本中提到地震波既有橫波，又有縱波。你能想象在某次地震時(shí)，位于震源正上方的建筑物，在縱波和橫波分別傳來時(shí)的振動(dòng)情況嗎？為什么？2、本來是靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨著波的傳來開始振動(dòng)，有關(guān)這一現(xiàn)象的說法正確的有：A、該現(xiàn)象表明質(zhì)點(diǎn)獲得了能量B、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是從波源傳來的C、該質(zhì)點(diǎn)從前面的質(zhì)點(diǎn)獲取能量，同時(shí)也將振動(dòng)的能量向后傳遞D、波是傳遞能量的一種方式E、如果振源停止振動(dòng)，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止F、介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動(dòng)五、板

35、書設(shè)計(jì) 12.1 波的形成和傳播一、機(jī)械波 機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波二、機(jī)械波的分類 橫波、縱波三、波傳播的是振動(dòng)形式，是振動(dòng)的能量六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 絲帶、波動(dòng)演示箱、水平懸掛的長(zhǎng)彈簧、音叉八、課后反思 波的形成過程對(duì)于學(xué)生們來說不好理解，需要掌握的細(xì)節(jié)知識(shí)特別多，教師要通過分組實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生們的印象。 12.2 波的圖象一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道波的圖象，知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量，知道什么是簡(jiǎn)諧波2、知道什么是波的圖象，能在簡(jiǎn)諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅3、根據(jù)某一時(shí)刻的波的圖象和波的傳播方向，能畫出下一時(shí)刻和前一時(shí)刻的波的圖象，并能指出圖象

36、中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向。4、了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡(jiǎn)諧波與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)兩者的圖象過程與方法 能夠利用波的圖象解決實(shí)際問題 情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生從圖像直接獲取信息并進(jìn)行深加工的能力二、教學(xué)重點(diǎn) 波的圖象的物理意義三、教學(xué)難點(diǎn) 波的圖象與振動(dòng)圖像的區(qū)別四、教學(xué)過程（一）引入新課通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是機(jī)械波，同時(shí)認(rèn)識(shí)了波的形成和傳播過程我們還清楚，圖象是描述物理過程、物理現(xiàn)象和反映物理規(guī)律的一種簡(jiǎn)單、直觀的方法，如物體的運(yùn)動(dòng)圖象、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象等。同樣，波的運(yùn)動(dòng)情況及傳播過程也可以用圖象直觀的表示出來，這就是波的圖象。（二）進(jìn)行新課一、波的圖象振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成

37、的一條曲線，叫波的圖象這就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問題二、振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系【例題1】一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖10-1所示。若此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下，則波向什么方向傳播？分析：取和a相鄰的兩個(gè)點(diǎn)b、c。若a點(diǎn)此時(shí)刻向下振動(dòng)，則b點(diǎn)應(yīng)是帶動(dòng)a點(diǎn)振動(dòng)的，c點(diǎn)應(yīng)是在a點(diǎn)帶動(dòng)下振動(dòng)的。所以b點(diǎn)先振動(dòng)，其次是a、c兩點(diǎn)。因此，波是向左傳播的。三、波的圖象變化情況確定波的圖象變化的情況有兩種方法：一是描點(diǎn)作圖法，二是圖象平移作圖法。1、描點(diǎn)作圖法【例題2】某一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖10-2中的實(shí)線所示。若波向右傳播，畫出T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。分析：

38、根據(jù)t=o時(shí)刻波的圖象及傳播方向，可知此時(shí)刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向，由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)T/4后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置，將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)T/4后時(shí)刻的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。若波向左傳播，同樣道理可以畫出從t=o時(shí)刻開始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)诰毩?xí)本上畫出波向左傳播，從t=0時(shí)刻開始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。2、圖象平移作圖法從波的圖象中的波形曲線我們看到，波的圖象和振動(dòng)圖象從圖線形狀看，可以完全相同，但兩種圖象有著本質(zhì)的區(qū)別。四、波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別1、兩種圖象橫、縱坐標(biāo)的意

39、義不同。波的圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動(dòng)圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。2、兩種圖象描述的對(duì)象不同波的圖象描述的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移。3、兩種圖象相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離含義不同。波的圖象中相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離，振動(dòng)圖象中相鄰兩個(gè)正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示振動(dòng)的周期。（三）鞏固練習(xí)1、一列橫波在某一時(shí)刻的波形如圖10-4所示，若質(zhì)點(diǎn)O此時(shí)向上運(yùn)動(dòng)，則波的傳播方向？ 若波向左傳播，則此時(shí)振動(dòng)方向向下的質(zhì)點(diǎn)有 ？ 2、如

40、圖10-5所示是一列橫波在t=o時(shí)刻的波形圖。若波向左傳播，用“描點(diǎn)法”作出3T/4前時(shí)刻的波形圖。五、板書設(shè)計(jì) 12.2 波的圖象一、波的圖象振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成的一條曲線，叫波的圖象二、振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法、上下坡法三、波的圖象變化情況 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)法和波的平移六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 波動(dòng)演示儀八、課后反思 振動(dòng)圖像和波動(dòng)圖像學(xué)生易混淆，從不同的圖像中學(xué)生能捕獲不同的信息，教師要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練。 12.3 波長(zhǎng)、頻率和波速一、三維目標(biāo)知識(shí)與技能1、知道什么是波的波長(zhǎng)，能在波的圖象中求出波長(zhǎng)2、知道什么是波傳播的周期（頻率），理解周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的關(guān)

41、系3、理解決定波的周期的因素，并知道其在波的傳播過程中的特點(diǎn) 4、理解波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問題過程與方法學(xué)會(huì)應(yīng)用波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的關(guān)系分析解決實(shí)際問題的方法情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)解決物理問題二、教學(xué)重點(diǎn) 理解波長(zhǎng)、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問題三、教學(xué)難點(diǎn) 波的多解問題四、教學(xué)過程（一）引入新課在物理中，一些物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律等，都需要用物理量進(jìn)行描述，同樣，機(jī)械波及其傳播過程，也需要一些物理量進(jìn)行描述。在上一節(jié)我們認(rèn)識(shí)和理解波的圖象的基礎(chǔ)上，這節(jié)課

42、，我們來學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個(gè)物理量，即波長(zhǎng)、頻率和波速（二）進(jìn)行新課一、波長(zhǎng)（）在教材中可以看出，由質(zhì)點(diǎn)1發(fā)出的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13，使質(zhì)點(diǎn)13開始振動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1完成一次全振動(dòng)，因而這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全一致。也就是說，至兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)中的任何時(shí)刻，對(duì)平衡位置的位移大小和方向總是相等的。我們就把這樣兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長(zhǎng)。1、在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長(zhǎng)對(duì)于波長(zhǎng)這個(gè)物理量，我們還需要結(jié)合波的圖象，進(jìn)一步加深理解2、幾點(diǎn)說明要理解“位移總相等”的含義。這里要求的是每時(shí)每刻都相等。如圖10-10所示，如E、F兩點(diǎn)在圖示的時(shí)刻位移是相等的，但過一段時(shí)間后

43、，位移就不一定相等，所以E、F兩點(diǎn)的距離就不等于一個(gè)波長(zhǎng)。（1）“位移總相等” 的含義是“每時(shí)每刻都相等”從波的圖象中不難看出，位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的（2）位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也等于波長(zhǎng)。結(jié)合圖10-10，我們可以看到，相距/2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)總是相反的。進(jìn)而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的。為了描述波的傳播過程，還需要引入物理量周期和頻率二、周期（T）、頻率（f）波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）也

44、就是波傳播的周期（頻率）1、波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）關(guān)于波的周期（或頻率）我們也需要理解幾個(gè)問題2、幾點(diǎn)說明由于波的周期（或頻率）就是波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期（或頻率）,所以波的周期（或頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關(guān)。（1）、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)周期（或頻率）保持不變（2）、每經(jīng)過一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離（3）、每經(jīng)歷一個(gè)周期，原有的波形圖不改變?nèi)?、波速（v）波速的含義和物體運(yùn)動(dòng)速度的含義是相同的，波速描述的是振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度1、單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。即v=s/t2、幾點(diǎn)說明同一振動(dòng)在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同

45、的，也就是說，同一列波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。由此我們還可以想到，在同一均勻介質(zhì)中，同一列波的波速應(yīng)是不變的。（1）波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定，同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同（2）一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的，即s=vt.波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度有著完全不同的含義，前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值，后者的大小和方向都是隨時(shí)間改變的。（3）要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的含義由波長(zhǎng)、周期、（或頻率）和波速的定義，我們可以看到三者有著一定的聯(lián)系四、波長(zhǎng)、周期（或頻率）和波速的關(guān)系在波動(dòng)中，每經(jīng)過一個(gè)周期T，振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)。由此我們可以找到、T（或f）和v三者之間的關(guān)系。1、v

46、=/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、與f還應(yīng)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系2、v=f由上式我們還可以這樣理解波速這個(gè)物理量，波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積，這個(gè)關(guān)系雖然是從機(jī)械波得到的，但是它對(duì)于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對(duì)于式v=/T或 v=f，我們不但要理解，還要能應(yīng)用他們解決實(shí)際問題。為了加深對(duì)以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上兩式分析問題和解決問題的能力。五、板書設(shè)計(jì) 12.3 波長(zhǎng)、頻率和波速一、波長(zhǎng)（）在波動(dòng)中，對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長(zhǎng)在橫波中，兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。在縱波中，兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也

47、等于波長(zhǎng)。二、周期（T）、頻率（f） 波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）三、波速（v）單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。即v=s/t四、波長(zhǎng)、周期（或頻率）和波速的關(guān)系1、v=/T2、v=f六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手 多媒體smart八、課后反思 本節(jié)課學(xué)生覺得難度加大，首先三個(gè)物理量是由誰決定的學(xué)生有些混亂，需要進(jìn)一步加強(qiáng)，其次波的多解性問題也是學(xué)生需要掌握的難點(diǎn)，學(xué)生需要反復(fù)練習(xí)。124波的衍射和干涉一、三維目標(biāo) 知識(shí)與技能1、知道什么是波的衍射現(xiàn)象2、知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件3、知道波的疊加原理4、知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣5、知道干涉現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象

48、是波所特有的現(xiàn)象 過程與方法 能夠利用波的實(shí)驗(yàn)解決實(shí)際問題 情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于總結(jié)的能力二、教學(xué)重點(diǎn) 波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件 波發(fā)生干射現(xiàn)象的條件三、教學(xué)難點(diǎn) 波的疊加原理四、教學(xué)過程（一）引入新課大家都熟悉“聞其聲不見其人”的物理現(xiàn)象，這是什么原因呢？通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們就會(huì)知道，原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象，這就是波的衍射（二）進(jìn)行新課一、波的衍射 波在向前傳播遇到障礙物時(shí)，會(huì)發(fā)生波線彎曲，偏離原來的直線方向而繞到障礙物的背后繼續(xù)轉(zhuǎn)播，這種現(xiàn)象就叫做波的衍射。1、波的衍射：波可以繞過障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。大家想一想，你見

49、過的哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？答：在水塘里，微風(fēng)激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)募?xì)小的障礙物，會(huì)繞過它們繼續(xù)傳播下面我們用水波槽和小擋板來做實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家認(rèn)真觀察現(xiàn)象：水波繞過小擋板繼續(xù)傳播將小擋板換成長(zhǎng)擋板，重新做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)想：水波不能繞到長(zhǎng)擋板的背后傳播這個(gè)現(xiàn)象說明發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關(guān)下面通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件【演示】在水波槽里放兩快小擋板，當(dāng)中留一狹縫，觀察波源發(fā)出的水波通過窄縫后怎樣傳播。（1）保持水波的波長(zhǎng)不變，該變窄縫的寬度（由窄到寬），觀察波的傳播情況有什么變化,觀察到的現(xiàn)象：在窄縫的寬度跟波長(zhǎng)相差不多的情況下，發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播在

50、窄縫的寬度比波長(zhǎng)大得多的情況下，波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播一樣，在擋板后面留下了“陰影區(qū)”（2）保持窄縫的寬度不變，改變水波的波長(zhǎng)（由小到大），將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上?？梢钥吹剑涸谡p不變的情況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。將課本圖12.4-2中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上，它們是做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)拍下的照片。甲中波長(zhǎng)是窄縫寬度的3/10，乙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的5/10，丙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的7/10。通過對(duì)比可以看出：窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象。 窄縫寬度比波長(zhǎng)大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長(zhǎng)相比非常大時(shí)，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象。2、發(fā)生明顯衍

51、射現(xiàn)象的條件只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多，或者比波長(zhǎng)更小時(shí)，才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。一切波都能發(fā)生衍射，衍射是波的特有現(xiàn)象。 前面研究的波的衍射現(xiàn)象，是從波源發(fā)出的一列波的傳播特性。在實(shí)際情況中，常可看到幾列波同時(shí)在介質(zhì)中傳播。那么，兩列或幾列波在介質(zhì)中相遇時(shí)，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？、下列哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？1、面對(duì)障礙物大喊一聲，過一會(huì)聽見自己的聲音2、將一個(gè)音叉敲響，人圍繞它走一周，將聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音 3、在障礙物的后面可以聽到前面的人說話的聲二、波的疊加我們有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：將兩塊石子投到水面上的兩個(gè)不同地方，會(huì)激起兩列圓形水波。它們相遇時(shí)會(huì)互相穿過，各自保持圓形波繼續(xù)前進(jìn)，與一列水波單獨(dú)傳播時(shí)的情形完全一樣，這兩列水波互不干擾。三、波的干涉一般地說，振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向都不相同的幾列波在介質(zhì)中疊加時(shí)，情形是很復(fù)雜的。我們只討論一種最簡(jiǎn)單的但卻是最重要的情形，就是兩個(gè)振動(dòng)方向、振動(dòng)頻率都相同的波源所發(fā)出的波的疊加?！狙菔尽吭诎l(fā)波水槽實(shí)驗(yàn)裝置中，振動(dòng)著的金屬薄片AB，使兩個(gè)小球S1、S2同步地上下