新人教版高中物理選修3－4精品教案　全冊(cè)

1、新人教版高中物理選修34精品教案全冊(cè)第十一章 機(jī)械振動(dòng)11.1 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)三維教學(xué)目標(biāo)1、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）掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖象。2、過(guò)程與方法：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；3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)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。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。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。教學(xué)教具：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。教學(xué)過(guò)程：第一節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（一）教學(xué)引入

2、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)。（二）新課教學(xué)1、機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動(dòng)形式，請(qǐng)舉例說(shuō)明什么樣的運(yùn)動(dòng)就是振動(dòng)？（微風(fēng)中樹(shù)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，圖1（a）（2）單擺，圖1（b）（3）彈簧振子，圖1（c）（d） （4）穿在橡皮繩上的塑料球，圖1（e）提問(wèn)：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

3、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：第一、滑塊的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)，可以看作質(zhì)點(diǎn)。第二、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。第三、沒(méi)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(méi)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

4、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(guò)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(huà)出一條振動(dòng)曲線。說(shuō)明：勻速拉動(dòng)紙帶時(shí)，紙

5、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。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：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象都是正弦或余弦曲線。11.2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述三維教學(xué)目標(biāo)1、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(wú)關(guān)；（4）掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式，正確理解振幅、相位、初相的概念。2、過(guò)程與方法：3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：振幅、周期和頻率的概念。教學(xué)難點(diǎn)：振幅、周期和頻率的物理意義；理解振動(dòng)物體的固有

6、周期和固有頻率與振幅無(wú)關(guān)。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)觀察、講授、討論，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。教學(xué)教具：彈簧振子，音叉，教學(xué)過(guò)程：第二節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述（一）新課引入上節(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)。現(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。將振子拉到平衡位置 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。（二）新課講授實(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(shuō)明

7、振子離開(kāi)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(kāi)平衡位置的最大距離。我們要注意，振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)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）。（3）周期和頻率都是表示振動(dòng)快慢的物理量。兩者的關(guān)系為：t=1/f 或 f=1/t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

8、是說(shuō)，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(wú)關(guān)實(shí)驗(yàn)演示：敲一下音叉，聲音逐漸減弱，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1：一面鑼，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(lái)，但頻率是不變的。這些都說(shuō)明所有能振動(dòng)的物體。都有自己的固有周期或固有頻率。11.3 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義，了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征；（2）掌握簡(jiǎn)

9、諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式，了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律；（3）準(zhǔn)確判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2、過(guò)程與方法：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)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。3、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。教學(xué)重點(diǎn)：是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義、動(dòng)力學(xué)公式、能量變化規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：難點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析和能量分析。教學(xué)教具：彈簧振子，掛圖。教學(xué)過(guò)程：第三節(jié) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量（一）引入新課提問(wèn)1：什么是機(jī)械振動(dòng)？（物體在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫機(jī)械振動(dòng)）提問(wèn)2：振子做什么運(yùn)動(dòng)？（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(wèn)

10、3：過(guò)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)1、演示：豎直方向的彈簧振子。提問(wèn)1：大家應(yīng)明確觀察什么？（物體）提問(wèn)2：上述四個(gè)物理量中，哪個(gè)比較容易觀察？提問(wèn)3：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？小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：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。提問(wèn)4：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是不是勻變速運(yùn)動(dòng)？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。

11、提問(wèn)4：從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，我們來(lái)看它在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量如何變化？讓我們?cè)賮?lái)觀察。提問(wèn)5：振動(dòng)前為什么必須將振子先拉離平衡位置？（外力對(duì)系統(tǒng)做功）提問(wèn)6：在a點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問(wèn)7：在o點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問(wèn)8：在d點(diǎn)，振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問(wèn)9：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(guò)程是一個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。11.4 單 擺三維教學(xué)目標(biāo)1、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(lái)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)，掌握單擺振動(dòng)的周期公式，并能用公式解題。2、過(guò)程與方法：觀察演示實(shí)驗(yàn)，概

12、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。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：掌握好單擺的周期公式及其成立條件。教學(xué)難點(diǎn)：?jiǎn)螖[回復(fù)力的分析。教學(xué)教具:兩個(gè)單擺（擺長(zhǎng)相同，質(zhì)量不同）。教學(xué)過(guò)程：第四節(jié) 單 擺（）引入新課我們學(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？（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1、什么是單擺？提示：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，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2物理上的單擺，是

13、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(shuí)來(lái)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：?jiǎn)螖[的回復(fù)力f回=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

14、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 = - ( 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)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。條件：擺角10說(shuō)明：位移大時(shí)，單擺的回復(fù)力大，位移小，回

15、復(fù)力小，當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，單擺的位移為0，回復(fù)力也為0。思考：平衡位置時(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(lái)？）。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(guò)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）單擺的周期單擺的周期受那些因素的影響呢？（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有關(guān)呢？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(wèn)題的方法就是控制變量法。首

16、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(lái)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(shuō)明單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)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(guò)10。接下來(lái)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。現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng)，說(shuō)明單擺振動(dòng)的周期和振幅無(wú)關(guān)。剛才做過(guò)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(wú)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

17、某一高度同時(shí)釋放，注意要10。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(shuō)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(guò)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：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)，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。例 1：已知某單擺的擺長(zhǎng)為l，振動(dòng)周期為t，試表示出單擺所在地的重力加速度g.例 2：有兩個(gè)單擺，甲擺振動(dòng)了1

18、5次的同時(shí)，乙擺振動(dòng)了5次，則甲乙兩個(gè)擺的擺長(zhǎng)之比為_(kāi)。11.5 外力作用下的振動(dòng)三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng)，并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明；（2）知道受迫振動(dòng)的概念。知道受迫振動(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(wú)關(guān)；（3）理解共振的概念，知道常見(jiàn)的共振的應(yīng)用和危害。2、過(guò)程與方法：3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：受迫振動(dòng)，共振。教學(xué)難點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)力的頻率、固有頻率的區(qū)別。教學(xué)教具：彈簧振子、受迫振動(dòng)演示儀、擺的共振演示器。教學(xué)過(guò)程：第五節(jié) 外力作用下的振動(dòng)（一）復(fù)習(xí)提問(wèn)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

19、下，在平衡位置附近持續(xù)地沿直線振動(dòng)起來(lái)。重復(fù)兩次讓學(xué)生在黑板上畫(huà)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(huà)出第二次振子振動(dòng)的圖象（圖1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(wèn)題。問(wèn)提1：振子從b向o運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，它的能量是怎樣變化的？（彈性勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。）問(wèn)提2：振子從o向c運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)程中，能量又是如何變化的？問(wèn)提3：振子在振動(dòng)過(guò)程中總的機(jī)械能如何變化？（運(yùn)用機(jī)械能守恒定律，

20、得出在不計(jì)阻力作用的情況下，總機(jī)械能保持不變。）1、總機(jī)械能守恒將振子從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)回到平衡位置o時(shí)，彈簧無(wú)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(kāi)始振動(dòng)時(shí)的彈性勢(shì)能，也就是系統(tǒng)的總機(jī)械能。小結(jié)：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

21、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅與能量相對(duì)應(yīng)。問(wèn)提4：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？（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。）這種振幅不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)。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。2、受迫振動(dòng)在驅(qū)動(dòng)力作用下物體的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。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(wèn)提5：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)

22、速勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)把手，可以發(fā)現(xiàn)，開(kāi)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(wú)關(guān)。問(wèn)提6：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(lái)后，a球的振動(dòng)通過(guò)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(lái)。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(lái)，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

23、率相差最大的d、e球的振幅最小。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。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)本節(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

24、要盡量利用，不利的要盡量防止。鞏固練習(xí)支持火車車廂的彈簧的固有頻率為2hz，行駛在每節(jié)鐵軌長(zhǎng)10米的鐵路上，則當(dāng)運(yùn)行速度為_(kāi)m/s時(shí)，車廂振動(dòng)最劇烈。20m/s12.1 波的形成和傳播三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道直線上機(jī)械波的形成過(guò)程；（2）知道什么是橫波，波峰和波谷；（3）知道什么是縱波，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。2、過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示、觀察、分析，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的能力。從而，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力。3、情感他、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：機(jī)械波的形成過(guò)程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)

25、械波的形成過(guò)程及傳播規(guī)律也是本節(jié)課的難點(diǎn)教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探索和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。教學(xué)教具：絲帶、波動(dòng)演示箱、水平懸掛的長(zhǎng)彈簧、音叉。教學(xué)過(guò)程：第一節(jié) 波的形成和傳播（）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。（水波、聲波、無(wú)線電波、光波。）水波、聲波、地震波都是機(jī)械波，無(wú)線電波、光波都是電磁波。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。1、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

26、擊音叉，聽(tīng)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）（1）波產(chǎn)生的條件：波源；介質(zhì)。（為研究波的形成奠定基礎(chǔ)）（2）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(wèn)，激發(fā)學(xué)生的探究欲望）實(shí)驗(yàn)探索：探索波的形成原因和傳播規(guī)律：實(shí)驗(yàn)1：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(lái)

27、，振動(dòng)沿絲帶傳播開(kāi)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(lái)？_如果將絲帶剪斷，后面的質(zhì)點(diǎn)還能運(yùn)動(dòng)嗎？_分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？_（可以參閱課本第3頁(yè)）觀察：絲帶上的質(zhì)點(diǎn)是否隨波向遠(yuǎn)處遷移？_實(shí)驗(yàn)2：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）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(lái)。（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(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻_，從總體上看形成凹凸相間的波。 各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿

28、_方向，波的傳播沿_方向，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向_。 質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移？_ 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)3：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)，重復(fù)步驟（1）。觀察：紅布條是否隨波遷移？_說(shuō)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)4：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

29、柄，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來(lái)?，F(xiàn)象： 后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)的時(shí)刻_，從總體上看形成疏密相間的波。 各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿_，波的傳播沿_方向，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向_。 質(zhì)點(diǎn)是否沿波的傳播方向遷移？_ 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。結(jié)論： 不論橫波還是縱波，介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)并不隨波遷移。因此，波傳播的是_，而不是介質(zhì)本身。 波傳來(lái)前，各個(gè)質(zhì)點(diǎn)是靜止的，波傳來(lái)后開(kāi)始振動(dòng)，說(shuō)明他們獲得了能量。這個(gè)能量是從波源通過(guò)前面的質(zhì)點(diǎn)傳來(lái)的。因此：波是傳遞_的一種方式。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

30、橫波分別傳來(lái)時(shí)的振動(dòng)情況嗎？為什么？（從理性認(rèn)識(shí)回到感性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第二次飛躍）（2）本來(lái)是靜止的質(zhì)點(diǎn)，隨著波的傳來(lái)開(kāi)始振動(dòng)，有關(guān)這一現(xiàn)象的說(shuō)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(lái)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)12.2 波的圖象三維教學(xué)目標(biāo)1、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

31、畫(huà)出下一時(shí)刻和前一時(shí)刻的波的圖象，并能指出圖象中各個(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。2、過(guò)程與方法：能夠利用波的圖象解決實(shí)際問(wèn)題。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：波的圖象認(rèn)識(shí)及畫(huà)波形圖。教學(xué)難點(diǎn)：波的圖象的物理意義。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)教具：波動(dòng)演示儀教學(xué)過(guò)程：第二節(jié) 波的圖象（一）引入新課通過(guò)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(guò)程。我們還清楚，圖象是描述物理過(guò)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(guò)程也可以用圖象直觀的表示出來(lái)。這就是波

32、的圖象。（二）進(jìn)行新課1、什么是波的圖象振動(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。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(wèn)題。2、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。3、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。（這一節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)前一種方法）（1）描點(diǎn)作圖法例題2：某一簡(jiǎn)諧波在t

33、=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(huà)出t/4后和t/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。分析：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(lái)，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(huà)出從t=o時(shí)刻開(kāi)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(huà)出波向左傳播，從t=0時(shí)刻開(kāi)始的t/4后和t/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。（可以請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生到黑板上練習(xí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行針對(duì)性講評(píng)）（2）圖象平

34、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。4、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

35、之間的距離表示振動(dòng)的周期。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。12.3 波長(zhǎng)、頻率和波速三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）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)系；（3）理解決定波的周期的因素，并知道其在波的傳播過(guò)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)

36、際問(wèn)題。2、過(guò)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(wèn)題的方法。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：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(wèn)題。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示。教學(xué)教具：波動(dòng)演示儀。教學(xué)過(guò)程：第三節(jié) 波長(zhǎng)、頻率和波速（一）引入新課在物理中，一些物理現(xiàn)象、過(guò)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(guò)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，我們來(lái)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1、波長(zhǎng)（）在教材中的圖10-5可以看出，由質(zhì)點(diǎn)1發(fā)出的振動(dòng)傳到質(zhì)

37、點(diǎn)13，使質(zhì)點(diǎn)13開(kāi)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(shuō)，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)。（2）幾點(diǎn)說(shuō)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(guò)一段時(shí)間后，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)。第一、“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。第二

38、、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(guò)程，還需要引入物理量周期和頻率。2、周期（t）、頻率（f）波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期（或頻率）也就是波傳播的周期（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）。（2）幾點(diǎn)說(shuō)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

39、頻率）應(yīng)由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)。第一、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。第二、每經(jīng)過(guò)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。第三、每經(jīng)歷一個(gè)周期，原有的波形圖不改變。3、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/t（2）幾點(diǎn)說(shuō)明。同一振動(dòng)在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，也就是說(shuō)，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。第一、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。第二、一列波在

40、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。第三、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。4、波長(zhǎng)、周期（或頻率）和波速的關(guān)系。在波動(dòng)中，每經(jīng)過(guò)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。v = / 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。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

41、，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(wèn)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(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。124、5 波的反射和折射、波的衍射三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道什么是波的衍射現(xiàn)象，知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件；（2）知道衍射是波的特有現(xiàn)象。2、過(guò)程與方法：3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)教具：水波槽、兩塊擋板教學(xué)過(guò)程：波的反射和折射、波的衍射（一）引入新課大家都熟悉“聞其聲不見(jiàn)其人”的物理現(xiàn)象，這是什么原因呢？通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們就會(huì)知道，原

42、來(lái)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(lái)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（1）波的衍射：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象叫做波的衍射。哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？（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(guò)它們繼續(xù)傳播。）實(shí)驗(yàn)：下面我們用水波槽和小擋板來(lái)做，請(qǐng)大家認(rèn)真觀察。現(xiàn)象：水波繞過(guò)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)象：水波不能繞到長(zhǎng)擋板的背后傳播。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關(guān)。（2）衍射現(xiàn)象

43、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(guò)窄縫后怎樣傳播。第一、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。（參見(jiàn)課本圖10-26甲）在窄縫的寬度比波長(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)”。（參見(jiàn)課本圖10-26乙）第二、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。可以看到：在窄縫不變的情況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射現(xiàn)象越明顯。 將課本圖10-27中的甲、乙、

44、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(guò)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。結(jié)論：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。鞏固練習(xí)（1）光也是一種波，那么光遇到障礙物是否會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象？（2）為什么在通常情況下，我們說(shuō)光沿直線傳播，與光是一種波是否矛盾？（3）我們站在大柱子后面能

45、聽(tīng)到前面人說(shuō)話的聲音，而太陽(yáng)光照到大柱子上卻在后面形成了影，為什么？12.6 波的干涉三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道波的疊加原理，知道什么是波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣；（2）知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象。2、過(guò)程與方法：3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：教學(xué)重點(diǎn)：波的疊加原理、波的干涉條件、干涉現(xiàn)象和干涉圖樣。教學(xué)難點(diǎn)：波的干涉圖樣教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示教學(xué)教具：長(zhǎng)繩、發(fā)波水槽（電動(dòng)雙振子）、音叉教學(xué)過(guò)程：（一）引入新課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，?？煽吹綆琢胁ㄍ瑫r(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？（二）進(jìn)行新課1、波

46、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(guò)，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。2、波的干涉一般地說(shuō)，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。演示：在發(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同步地上下振動(dòng)，由于小球s1、s2與槽中的水面保持接觸，構(gòu)成兩個(gè)波源，水面就產(chǎn)生兩列振動(dòng)方向相同、頻率也相同的波，這樣的兩列波相遇時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象如課本圖1029

47、所示。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？我們可以用波的疊加原理來(lái)解釋。課本圖1030所示的是產(chǎn)生上述現(xiàn)象的示意圖。s1和s2表示兩列波的波源，它們所產(chǎn)生的波分別用兩組同心圓表示，實(shí)線圓弧表示波峰中央，虛線圓弧表示波谷中央。某一時(shí)刻如果介質(zhì)中某點(diǎn)正處在這兩列波的波峰中央相遇處課本圖1030所示中的a點(diǎn)，則該點(diǎn)(a點(diǎn))的位移是正向最大值，等于兩列波的振幅之和。經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，兩列波各前進(jìn)了半個(gè)波長(zhǎng)的距離，a點(diǎn)就處在這兩列波的波谷中央相遇處，該點(diǎn)（a點(diǎn)）的位移就是負(fù)向最大值。再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，a點(diǎn)又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣，a點(diǎn)的振幅就等于兩列波的振幅之和，所以a點(diǎn)的振動(dòng)總是最強(qiáng)的。這些振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)都分布

48、在課本圖1030中畫(huà)出的粗實(shí)線上。某一時(shí)刻，介質(zhì)中另一點(diǎn)如果正處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處課本圖1030中的b點(diǎn)，該點(diǎn)位移等于兩列波的振幅之差。經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，該點(diǎn)就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇處，再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，該點(diǎn)又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處。這樣，該點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于兩列波的振幅之差，所以該點(diǎn)的振動(dòng)總是最弱的。如果兩列波的振幅相等，這一點(diǎn)的振幅就等于零。這就是為什么在某些區(qū)域水面呈現(xiàn)平靜的原因。這些振動(dòng)最弱的點(diǎn)都分布在課本圖1030中畫(huà)出的粗虛線上?？梢钥闯?，振動(dòng)最強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)最弱的區(qū)域是相互間隔開(kāi)的。頻率相同的波，疊加時(shí)形成某些區(qū)域

49、的振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉(inerference)。形成的圖樣叫做干涉圖樣。只有兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同的波源發(fā)出的波，疊加時(shí)才會(huì)獲得穩(wěn)定的干涉圖樣，這樣的波源叫做相干波源，它們發(fā)出的波叫做相干波。不僅水波，一切波都能發(fā)生干涉，干涉現(xiàn)象是一切波都具有的重要特征之一。演示：敲擊音叉使其發(fā)聲，然后轉(zhuǎn)動(dòng)音叉，就可以聽(tīng)到聲音忽強(qiáng)忽弱。這就是聲波的干涉現(xiàn)象。（1）做波的干涉：頻率相同的波，疊加時(shí)形成某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱，并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔，這種現(xiàn)象叫做波的干涉。形成的圖樣叫做干涉圖

50、樣。（2）特點(diǎn)：干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象。（3）產(chǎn)生條件：兩列波的頻率必須相同。12.7 多普勒效應(yīng)三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別；（2）知道什么是多普勒效應(yīng)；（3）能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象。2、過(guò)程與方法3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀教學(xué)重點(diǎn)：知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別；知道多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的。教學(xué)難點(diǎn)：波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別。教學(xué)方法：讀、講、練與分析相結(jié)合。教學(xué)過(guò)程：第七節(jié) 多普勒效應(yīng)（一）引入新課讓學(xué)生敘述火車向你駛來(lái)時(shí)，汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽(tīng)到的汽笛音調(diào)如何變？火車離你而去時(shí)，

51、汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽(tīng)到的汽笛音調(diào)如何變？同是汽笛發(fā)聲為什么會(huì)產(chǎn)生兩種不同的現(xiàn)象呢？多普勒效應(yīng)。（二）新課教學(xué)1、波源的頻率與觀察者接收到的頻率問(wèn)題：什么叫頻率？聲音的音調(diào)由什么因素決定？提示：波源的頻率-單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)。觀察者接收到的頻率-單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)。如果波源和觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止，則觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等，如果波源或觀察者相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則觀察者接收到的頻率與波源的頻率不相等，這一現(xiàn)象就叫多普勒效應(yīng)。2、多普勒效應(yīng)的成因例1：波速為v100m/s，波源的頻率f100hz.可算得：波的周期t0.01s，波長(zhǎng)1m。（1）波源相對(duì)于介

52、質(zhì)靜止，觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止在時(shí)間t1s里有100個(gè)波傳到觀察者所在的a處，觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等，音調(diào)不變。（2）觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止，波源以速度v源10m/s相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，第一、波源向觀察者運(yùn)動(dòng)則對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)感覺(jué)到的波速為110m，他在1秒鐘內(nèi)接收到的完全波數(shù)為110個(gè)，所以觀察者感受到的頻率f110hz比波源的頻率f100hz要高，因而音調(diào)變高。注意：波速實(shí)際并沒(méi)有改變，但在相同的距離中卻多了10個(gè)完整波，是由于波在介質(zhì)中被均勻擠壓，使之波長(zhǎng)變短的緣故。第二、波源遠(yuǎn)離觀察者，由同學(xué)自行分析。（3）波源相對(duì)于介質(zhì)靜止，觀察者以速度v人10m/s相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)。第一、觀察者向波

53、源運(yùn)動(dòng)；第二、觀察者遠(yuǎn)離波源，由同學(xué)自行分析。（4）波源與觀察者同時(shí)相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)又如何呢？多普勒效應(yīng)更加明顯3、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用：學(xué)生閱讀課文的最后一段，并加以總結(jié)。鞏固練習(xí)（1）關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是 （ ）a.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的 b.多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生了改變c.多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的 d.只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)第十三章 光13.1光的折射三維教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）掌握光的反射及反射定律；（2）掌握光的折射及折射定律；（3）掌握介質(zhì)的折射率的概念，了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系。2、過(guò)程與方法：通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解

54、到光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的現(xiàn)象(反射和折射)，觀察反射光線、折射光線隨入射角的變化而變化，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力，通過(guò)相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析推理能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：滲透物理研究和學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度的教育，實(shí)驗(yàn)的客觀性與人的觀察的主觀性的矛盾應(yīng)如何解決，人的直接觀察與用儀器探測(cè)是有差別的，我們應(yīng)用科學(xué)的態(tài)度看待用儀器探測(cè)的結(jié)果。教學(xué)重點(diǎn)：光的折射定律、折射率。折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量，由介質(zhì)來(lái)決定。教學(xué)難點(diǎn)：光的折射定律和折射率的應(yīng)用，通過(guò)問(wèn)題的分析解決加深對(duì)折射率概念的理解，學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法。教學(xué)方法：引導(dǎo)、探究教學(xué)用具：光的折射演示器，附件：接線板、火柴、煙霧發(fā)生器及煙霧源、半圓柱透明玻璃、直尺、計(jì)算器。教學(xué)過(guò)程：第一節(jié) 光的折射（一）引 入初中已學(xué)過(guò)光的折射規(guī)律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃中時(shí)，折射角小于入射角；當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時(shí)