高中物理選修3-5知識點(diǎn)及高中物理選修3-4全套教案(人教版)

高中物理選修3-5知識點(diǎn)一、動量動量守恒定律1、動量：可以從兩個側(cè)面對動量進(jìn)行定義或解釋：①物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。②動量是物體機(jī)械運(yùn)動的一種量度。動量的表達(dá)式P=mv。單位是.動量是矢量，其方向就是瞬時(shí)速度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄬Φ?，所以動量也是相對的?、動量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定律根據(jù)實(shí)際情況有多種表達(dá)式，一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。 運(yùn)用動量守恒定律要注意以下幾個問題： ①動量守恒定律一般是針對物體系的，對單個物體談動量守恒沒有意義。 ②對于某些特定的問題,例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個非常短的時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理,在這一短暫時(shí)間內(nèi)遵循動量守恒定律。 ③計(jì)算動量時(shí)要涉及速度，這時(shí)一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。 ④動量是矢量，因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和，而不是代數(shù)和。 ⑤動量守恒定律也可以應(yīng)用于分動量守恒的情況。有時(shí)雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。 ⑥動量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零，那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、摩擦力，還是電力、磁力，動量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時(shí)，不論具有相同或相反的運(yùn)動方向；在相互作用時(shí)不論是否直接接觸；在相互作用后不論是粘在一起，還是分裂成碎塊，動量守恒定律也都適用。3、動量與動能、動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的比較。動量與動能的比較： ①動量是矢量,動能是標(biāo)量。 ②動量是用來描述機(jī)械運(yùn)動互相轉(zhuǎn)移的物理量而動能往往用來描述機(jī)械運(yùn)動與其他運(yùn)動(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的物理量。比如完全非彈性碰撞過程研究機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動量守恒，若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機(jī)械能則要用動能為損失去計(jì)算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機(jī)械運(yùn)動的物理量。動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律比較：前者是矢量式，有廣泛的適用范圍，而后者是標(biāo)量式其適用范圍則要窄得多。這些區(qū)別在使用中一定要注意。4、碰撞：兩個物體相互作用時(shí)間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。 以物體間碰撞形式區(qū)分，可以分為“對心碰撞”(正碰),而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線；“非對心碰撞”——中學(xué)階段不研究。 以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒；“非彈性碰撞”，完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例，這種碰撞，物體在相碰后粘合在一起，動能損失最大。 各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律，不過在非彈性碰撞中，有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量，因此動能不守恒了。三、彈性碰撞和非彈性碰撞Ⅰ以物體間碰撞形式分類以物體間碰撞前后兩物體的總動能是否發(fā)生變化分類以物體間碰撞形式分類以物體間碰撞前后兩物體的總動能是否發(fā)生變化分類碰撞的種類正碰斜碰彈性碰撞非彈性碰撞完全非彈性碰撞⑴完全彈性碰撞：在彈性力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，無機(jī)械能的損失，稱完全彈性碰撞。⑵非彈性碰撞：非彈性碰撞：在非彈性力的作用下，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，機(jī)械能有了損失，稱非彈性碰撞。⑶完全非彈性碰撞：在完全非彈性力的作用下，機(jī)械能損失最大（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等），稱完全非彈性碰撞。碰撞物體粘合在一起，具有相同的速度。四、普朗克量子假說黑體和黑體輻射Ⅰ一、量子論1.創(chuàng)立標(biāo)志：1900年普朗克在德國的《物理年刊》上發(fā)表《論正常光譜能量分布定律》的論文，標(biāo)志著量子論的誕生。2.量子論的主要內(nèi)容：①普朗克認(rèn)為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”，也就是說組成能量的單元是量子。②物質(zhì)的輻射能量不是連續(xù)的，而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的。3.量子論的發(fā)展①1905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。②1913年，英國物理學(xué)家玻爾把量子概念推廣到原子內(nèi)部的能量狀態(tài)，提出了一種量子化的原子結(jié)構(gòu)模型，豐富了量子論。③到1925年左右，量子力學(xué)最終建立。二、黑體和黑體輻射1．熱輻射現(xiàn)象任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。這種由于物質(zhì)中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。①.物體在任何溫度下都會輻射能量。②.物體既會輻射能量，也會吸收能量。物體在某個頻率范圍內(nèi)發(fā)射電磁波能力越大，則它吸收該頻率范圍內(nèi)電磁波能力也越大。輻射和吸收的能量恰相等時(shí)稱為熱平衡。此時(shí)溫度恒定不變。實(shí)驗(yàn)表明：物體輻射能多少決定于物體的溫度（T）、輻射的波長、時(shí)間的長短和發(fā)射的面積。2.黑體物體具有向四周輻射能量的本領(lǐng)，又有吸收外界輻射來的能量的本領(lǐng)。黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長的輻射的物體。3．實(shí)驗(yàn)規(guī)律：1）隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加；2）隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動。五、光電效應(yīng)Ⅰ1、光電效應(yīng)⑴光電效應(yīng)在光（包括不可見光）的照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。⑵光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：裝置：如右圖。①任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。②光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，光隨入射光頻率的增大而增大。③大于極限頻率的光照射金屬時(shí)，光電流強(qiáng)度（反映單位時(shí)間發(fā)射出的光電子數(shù)的多少），與入射光強(qiáng)度成正比。④金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過10－9秒。2、波動說在光電效應(yīng)上遇到的困難 波動說認(rèn)為：光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關(guān)。所以波動說對解釋上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律中的①②④條都遇到困難3、光子說⑴量子論：1900年德國物理學(xué)家普朗克提出：電磁波的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份電磁波的能量.⑵光子論：1905年愛因斯坦提出：空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比。即：.其中是電磁波的頻率，h為普朗克恒量：h=6.63×10－344、光子論對光電效應(yīng)的解釋金屬中的自由電子，獲得光子后其動能增大，當(dāng)功能大于脫出功時(shí)，電子即可脫離金屬表面，入射光的頻率越大，光子能量越大，電子獲得的能量才能越大，飛出時(shí)最大初功能也越大。5．光電效應(yīng)方程：Ek是光電子的最大初動能，當(dāng)Ek=0時(shí)，c為極限頻率，c=.六、光的波粒二象性物質(zhì)波Ⅰ光既表現(xiàn)出波動性，又表現(xiàn)出粒子性大量光子表現(xiàn)出的波動性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)；頻率高的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動性強(qiáng)．實(shí)物粒子也具有波動性，這種波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波。滿則下列關(guān)系：從光子的概念上看，光波是一種概率波.七、原子核式結(jié)構(gòu)模型Ⅰ1、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：⑴電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國物理學(xué)家湯姆生，對陰極射線進(jìn)行了一系列研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，從而打破了原子不可再分的觀念。⑵湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個帶電小球，它的正電荷均勻分布在整個球體內(nèi)，而帶負(fù)電的電子鑲嵌在正電荷中。2、粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核結(jié)構(gòu)模型⑴粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，盧瑟福及助手蓋革和馬斯頓完成的.①裝置：如右圖。②現(xiàn)象：a.絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運(yùn)動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。b.有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)c.有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90°，有的幾乎達(dá)到180°，即被反向彈回。⑵原子的核式結(jié)構(gòu)模型： 由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會使粒子運(yùn)動方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對粒子的運(yùn)動產(chǎn)生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運(yùn)動將不發(fā)生明顯改變。散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。 1911年，盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析計(jì)算提出原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，帶負(fù)電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。 原子核半徑約為10-15m，原子軌道半徑約為10-10⑶光譜 ①觀察光譜的儀器，分光鏡②光譜的分類，產(chǎn)生和特征 發(fā)射光譜連續(xù)光譜產(chǎn)生特征由熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的由連續(xù)分布的，一切波長的光組成明線光譜由稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的由不連續(xù)的一些亮線組成吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光，通過物質(zhì)后某些波長的光被吸收而產(chǎn)生的在連續(xù)光譜的背景上，由一些不連續(xù)的暗線組成的光譜③光譜分析： 一種元素，在高溫下發(fā)出一些特點(diǎn)波長的光，在低溫下，也吸收這些波長的光，所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特征譜線，用來進(jìn)行光譜分析。八、氫原子光譜Ⅰ氫原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。1885年，巴耳末對當(dāng)時(shí)已知的，在可見光區(qū)的14條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示：n=3，4，5，…式中R叫做里德伯常量，這個公式成為巴爾末公式。除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的氫光譜在紅外和紫個光區(qū)的其它譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。410.29410.29397.12434.17486.27656.47λ∕nm九、原子的能級Ⅰ玻爾的原子模型⑴原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛盾（兩方面） a電子繞核作圓周運(yùn)動是加速運(yùn)動，按照經(jīng)典理論，加速運(yùn)動的電荷，要不斷地向周圍發(fā)射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最后電子要落到原子核上，這與原子通常是穩(wěn)定的事實(shí)相矛盾。 b電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋轉(zhuǎn)的頻率，隨著旋轉(zhuǎn)軌道的連續(xù)變小，電子輻射的電磁波的頻率也應(yīng)是連續(xù)變化，因此按照這種推理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實(shí)相矛盾。⑵玻爾理論 上述兩個矛盾說明，經(jīng)典電磁理論已不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設(shè)： ①定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運(yùn)動，但并不向外在輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài)。 ②躍遷假設(shè)：原子從一個定態(tài)（設(shè)能量為Em）躍遷到另一定態(tài)（設(shè)能量為En）時(shí)，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hv=Em－En ③軌道量子化假設(shè)，原子的不同能量狀態(tài)，跟電子不同的運(yùn)行軌道相對應(yīng)。原子的能量不連續(xù)因而電子可能軌道的分布也是不連續(xù)的。⑶玻爾的氫子模型： ①氫原子的能級公式和軌道半徑公式：玻爾在三條假設(shè)基礎(chǔ)上，利用經(jīng)典電磁理論和牛頓力學(xué)，計(jì)算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑，以及電子在各條軌道上運(yùn)行時(shí)原子的能量，（包括電子的動能和原子的熱能。） ②氫原子的能級圖：氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫氫原子的能級。按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。 其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。十、原子核的組成Ⅰ原子核1、天然放射現(xiàn)象⑴天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見的射線。這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。放射性：物質(zhì)能發(fā)射出上述射線的性質(zhì)稱放射性放射性元素：具有放射性的元素稱放射性元素天然放射現(xiàn)象：某種元素自發(fā)地放射射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象。這表明原子核存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，是可以再分的。⑵放射線的成份和性質(zhì)：用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線，在電場中軌跡，如：圖1射線種類射線組成性質(zhì)電離作用貫穿能力射線氦核組成的粒子流很強(qiáng)很弱射線高速電子流較強(qiáng)較強(qiáng)射線高頻光子很弱很強(qiáng)2、原子核的組成原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子在原子核中有：質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)、核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減電荷數(shù)十一、原子核的衰變半衰期Ⅰ ⑴衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化稱為衰變在原子核的衰變過程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 衰變類型衰變方程衰變規(guī)律衰變新核衰變新核 在衰變中新核質(zhì)子數(shù)多一個，而質(zhì)量數(shù)不變是由于反映中有一個中子變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，即：.輻射伴隨著衰變和衰變產(chǎn)生，這時(shí)放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會同時(shí)具有、和三種射線。 ⑵半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，稱該元素的半衰期。 放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。十二、放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素Ⅰ放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素同位素：具有相同的質(zhì)子和不同中子數(shù)的原子互稱同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。 正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時(shí)，發(fā)生核反應(yīng)。1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷，即：反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，自然界沒有天然的，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理放射性同位素的應(yīng)用：①利用它的射線A、由于γ射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫γ射線探傷儀．B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等②作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等.棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收．但是，什么時(shí)候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時(shí)間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決．放射性的防護(hù)：⑴在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄⑵用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里⑶在生活中要有防范意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源十三、核反應(yīng)方程Ⅰ1.熟記一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的核反應(yīng)方程式。⑴盧瑟福用α粒子轟擊氦核打出質(zhì)子：⑵貝克勒耳和居里夫人發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象：α衰變：β衰變：⑶查德威克用α粒子轟擊鈹核打出中子：⑷居里夫人發(fā)現(xiàn)正電子：⑸輕核聚變：⑹重核裂變：2.熟記一些粒子的符號α粒子（）、質(zhì)子（）、中子（）、電子（）、氘核（）、氚核（）3.注意在核反應(yīng)方程式中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。處理有關(guān)核反應(yīng)方程式的相關(guān)題目時(shí)，只要做到了以上幾點(diǎn)，即可順利解決問題。十四、重核裂變核聚變Ⅰ 釋放核能的途徑——裂變和聚變 ⑴裂變反應(yīng)： ①裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫做原子核的裂變反應(yīng)。 例如： ②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)繼續(xù)下去。 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：臨界體積，極高的溫度. ③裂變時(shí)平均每個核子放能約200Mev能量 1kg全部裂變放出的能量相當(dāng)于2800噸煤完全燃燒放出能量！ ⑵聚變反應(yīng)： ①聚變反應(yīng)：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應(yīng)，稱為聚變反應(yīng)。 例如： ②一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核時(shí)（同時(shí)放出一個中子），釋放出17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量3MeV以上。比列變反應(yīng)中平均每個核子放出的能量大3~4倍。 ③聚變反應(yīng)的條件；幾百萬攝氏度的高溫。高二物理選修3-4教案11、1簡諧運(yùn)動一、三維目標(biāo)知識與技能1、了解什么是機(jī)械振動、簡諧運(yùn)動2、正確理解簡諧運(yùn)動圖象的物理含義，知道簡諧運(yùn)動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)生掌握簡諧運(yùn)動的回復(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)動的規(guī)律，是從簡單到復(fù)雜：勻速運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動，今天學(xué)習(xí)一種更復(fù)雜的運(yùn)動——簡諧運(yùn)動1、機(jī)械振動振動是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動形式，請舉例說明什么樣的運(yùn)動就是振動？微風(fēng)中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動……這些物體的運(yùn)動都是振動。請同學(xué)們觀察幾個振動的實(shí)驗(yàn)，注意邊看邊想：物體振動時(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)動各不相同：運(yùn)動軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動方向水平的、豎直的；物體各部分運(yùn)動情況相同的、不同的……它們的運(yùn)動有什么共同特征？歸納：物體振動時(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，振動是機(jī)械振動的簡稱。2、簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡諧運(yùn)動（1）彈簧振子演示實(shí)驗(yàn)：氣墊彈簧振子的振動討論：a．滑塊的運(yùn)動是平動，可以看作質(zhì)點(diǎn)b．彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動的質(zhì)量，可以忽略不計(jì),一個輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個質(zhì)點(diǎn)，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個彈簧振子c．沒有氣墊時(shí)，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時(shí)，阻力很小，振子振動。我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運(yùn)動。（2）彈簧振子為什么會振動？物體做機(jī)械振動時(shí)，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置，這個力叫回復(fù)力，回復(fù)力是根據(jù)力的效果命名的，對于彈簧振子，它是彈力?；貜?fù)力可以是彈力，或其它的力，或幾個力的合力，或某個力的分力，在O點(diǎn)，回復(fù)力是零，叫振動的平衡位置。（3）簡諧運(yùn)動的特征彈簧振子在振動過程中，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)械振動時(shí)，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。3、簡諧運(yùn)動的位移圖象——振動圖象簡諧運(yùn)動的振動圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡諧運(yùn)動的位移指的是什么位移？（相對平衡位置的位移）演示：當(dāng)彈簧振子振動時(shí)，沿垂置于振動方向勻速拉動紙帶，毛筆P就在紙帶上畫出一條振動曲線說明：勻速拉動紙帶時(shí)，紙帶移動的距離與時(shí)間成正比，紙帶拉動一定的距離對應(yīng)振子振動一定的時(shí)間，因此紙帶的運(yùn)動方向可以代表時(shí)間軸的方向，紙帶運(yùn)動的距離就可以代表時(shí)間。介紹這種記錄振動方法的實(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）簡諧運(yùn)動的振動圖象都是正弦或余弦曲線讓學(xué)生思考后回答：振動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簡諧運(yùn)動1、機(jī)械振動物體振動時(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，振動是機(jī)械振動的簡稱2、簡諧運(yùn)動簡諧運(yùn)動是一種最簡單、最基本的振動3、簡諧運(yùn)動的位移圖象——振動圖象正弦曲線六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手段鋼板尺、鐵架臺、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)生體會機(jī)械振動和簡諧運(yùn)動，從實(shí)驗(yàn)中感受簡諧運(yùn)動到底是一個什么樣的運(yùn)動，無論從形式上還是圖像上。11、2簡諧運(yùn)動的描述一、三維目標(biāo)知識與技能1、知道簡諧運(yùn)動的振幅、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)課講了簡諧運(yùn)動的現(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?，F(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運(yùn)動。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。振子的運(yùn)動是否具有周期性？在圓周運(yùn)動中，物體的運(yùn)動由于具有周期性，為了研究其運(yùn)動規(guī)律，我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡諧運(yùn)動，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，可知振子總在一定范圍內(nèi)運(yùn)動，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)的第一個概念——振幅。1、振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離。我們要注意，振幅是振動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，振幅是一個數(shù)值，指的是最大位移的絕對值。2、振動的周期和頻率（1）、振動的周期T：做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動的時(shí)間振動的頻率f：單位時(shí)間內(nèi)完成全振動的次數(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：下面我們觀察兩個勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子，讓這兩個彈簧振子開始振動，用秒表或者脈搏計(jì)時(shí)，比較一下這兩個振子的周期和頻率。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，即完成一次全振動需要0.2s，那么1s內(nèi)完成全振動的次數(shù)，就是1/0.2=5s-1.也就是說，1s鐘振動5次，即頻率為5Hz.3、簡諧運(yùn)動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,但不會變調(diào).擺動著的秋千,雖擺動幅度發(fā)生變化,但頻率不發(fā)生變化.彈簧振子在實(shí)際的振動中,會逐漸停下來,但頻率是不變的.這些都說明所有能振動的物體,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)動的方向總是相同的A、B運(yùn)動的方向總是相反的A、B運(yùn)動的方向有時(shí)相同、有時(shí)相反無法判斷A、B運(yùn)動的方向的關(guān)系.五板書設(shè)計(jì)11、2簡諧運(yùn)動的描述一、振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離二、振動的周期和頻率振動的周期T：做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動的時(shí)間單位s振動的頻率f：單位時(shí)間內(nèi)完成全振動的次數(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)課涉及的描述簡諧運(yùn)動的物理量有周期、頻率、振幅、位移，對于位移應(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簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量一、三維目標(biāo)知識與技能1、掌握簡諧運(yùn)動的定義，了解簡諧運(yùn)動的運(yùn)動特征2、掌握簡諧運(yùn)動的動力學(xué)公式3、了解簡諧運(yùn)動的能量變化規(guī)律過程與方法引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察，概括簡諧運(yùn)動的運(yùn)動特征和簡諧運(yùn)動的能量變化規(guī)律，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力情感態(tài)度與價(jià)值觀結(jié)合舊知識進(jìn)行分析，推理而掌握新知識，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)是簡諧運(yùn)動的定義2、難點(diǎn)是簡諧運(yùn)動的動力學(xué)分析和能量分析三、教學(xué)難點(diǎn)簡諧運(yùn)動中的回復(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？2振子做什么運(yùn)動？日常生活中經(jīng)常會遇到機(jī)械振動的情況：機(jī)器的振動，橋梁的振動，樹枝的振動，樂器的發(fā)聲，它們的振動比較復(fù)雜，但這些復(fù)雜的振動都是由簡單的振動的組成的，因此，我們的研究仍從最簡單、最基本的機(jī)械振動開始。演示豎直方向的彈簧振子，演示的就是一種最簡單、最基本的機(jī)械振動，叫做簡諧運(yùn)動提問3：過去我們研究自由落體等勻變速直線運(yùn)動是從哪幾個角度進(jìn)行研究的？今天，我們?nèi)砸獜倪\(yùn)動學(xué)（位移、速度、加速度）研究簡諧運(yùn)動的運(yùn)動性質(zhì)；從動力學(xué)（力和運(yùn)動的關(guān)系）研究簡諧運(yùn)動的特征，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：上述四個物理量中，哪個比較容易觀察？（位移）學(xué)生：位移提問6：做簡諧運(yùn)動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)：簡諧運(yùn)動的受力特點(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7：簡諧運(yùn)動是不是勻變速運(yùn)動？學(xué)生：不是小結(jié)：簡諧運(yùn)動是變速運(yùn)動，但不是勻變速運(yùn)動。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：從簡諧運(yùn)動的運(yùn)動特點(diǎn)，我們來看它在運(yùn)動過程中能量如何變化？讓我們再觀察。學(xué)生：動能先增加，后減??；勢能先減小后增大提問9：振動前為什么必須將振子先拉離平衡位置？學(xué)生：外力對系統(tǒng)做功提問10：在A點(diǎn)，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？提問11：在O點(diǎn)，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？提問12：在D點(diǎn)，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？提問13：在B，C點(diǎn)，振子有動能嗎？系統(tǒng)有勢能嗎？小結(jié)：簡諧運(yùn)動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程。五、板書設(shè)計(jì)11、3簡諧運(yùn)動的回復(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：簡諧運(yùn)動過程是一個動能和勢能的相互轉(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)知識與技能1、知道什么是單擺2、理解單擺振動的回復(fù)力來源及做簡諧運(yùn)動的條件3、知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握單擺振動的周期公式，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，知道彈簧振子做簡諧運(yùn)動。那么：物體做簡諧運(yùn)動的條件是什么？答：物體做機(jī)械振動，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——單擺的運(yùn)動（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，下端系著一個小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長和質(zhì)量可以忽略，細(xì)線的長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，是在一個固定的懸點(diǎn)下，用一根不可伸長的細(xì)繩，系住一個一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)擺動。所以，實(shí)際的單擺要求繩子輕而長，擺球要小而重。擺長指的是從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動類似于鐘擺振動。擺球靜止時(shí)所處的位置就是單擺的平衡位置。圖２物體做機(jī)械振動，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，思考：單擺的回復(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=G1=mgsinθ，單擺的振動是不是簡諧運(yùn)動呢？單擺受到的回復(fù)力F回=mgsinθ，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sinθ也增大，但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運(yùn)動。但是，在θ值較小的情況下（一般取θ≤10°），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為sinθ=X/L，近似的有F=mgsinθ=(mg/L)x=kx（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，滿足簡諧運(yùn)動的條件，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，F(xiàn)=-(mg/L)x=-kx（k=mg/L）為簡諧運(yùn)動。所以，當(dāng)θ≤10°時(shí)，單擺振動是簡諧運(yùn)動。條件：擺角θ≤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，做圓周運(yùn)動的物體受向心力，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)械振動的物體都有振動周期，請思考：單擺的周期受那些因素的影響呢？生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關(guān)。單擺的周期是否和這些因素有關(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實(shí)驗(yàn)的干擾，每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個物理量，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)量對單擺周期的影響：那么就先來看一下擺球質(zhì)量不同，擺長和振幅相同，單擺振動周期是不是相同。演示1：將擺長相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放?，F(xiàn)象：兩擺球擺動是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，不會受影響。這個實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡諧運(yùn)動的單擺振動的周期，所以擺角不要超過10°。接下來看一下振幅對周期的影響。演示2：擺角小于10°的情況下，把兩個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，說明單擺振動的周期和振幅無關(guān)。剛才做過的兩個演示實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了如果兩個擺擺長相等，單擺振動周期和擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)。如果擺長L不等，改變了這個條件會不會影響周期？演示3：取擺長不同，兩個擺球從某一高度同時(shí)釋放，注意要θ≤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：兩擺振動不同步，而且擺長越長，振動就越慢。這說明單擺振動和擺長有關(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，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：單擺的周期和擺長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)這個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運(yùn)動的前提下，條件：擺角θ≤10°由周期公式我們看到T與兩個因素有關(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，對應(yīng)每一個單擺有一個固有周期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=mgsinθ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)輔助手兩個單擺（擺長相同，質(zhì)量不同）八、課后反思本節(jié)課主要講了單擺振動的規(guī)律，只有在θ<10°時(shí)單擺振動才是簡諧運(yùn)動；單擺振動周期某單擺，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、外力作用下的振動一、三維目標(biāo)知識與技能1、知道阻尼振動和無阻尼振動，并能從能量的觀點(diǎn)給予說明2、知道受迫振動的概念。知道受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而跟振動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、阻尼振動、受迫振動情感態(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、共振三、教學(xué)難點(diǎn)受迫振動四、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)地沿直線振動起來。重復(fù)兩次讓學(xué)生在黑板上畫出振動圖象的示意圖（圖1中的Ⅰ）。再次演示上面的振動，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的圖象（圖1中的Ⅱ）。Ⅰ和Ⅱ應(yīng)同頻、同相、振幅不同。結(jié)合圖象和振子運(yùn)動與學(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諧運(yùn)動的能量問題。問：振子從B向O運(yùn)動過程中，它的能量是怎樣變化的？引導(dǎo)學(xué)生答出彈性勢能減少，動能增加。問：振子從O向C運(yùn)動過程中能量如何變化？振子由C向O、又由O向B運(yùn)動的過程中，能量又是如何變化的？問：振子在振動過程中總的機(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，速度加大，彈簧形變（位移）減少，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為振子的動能。當(dāng)回到平衡位置O時(shí)，彈簧無形變，彈性勢能為零，振子動能達(dá)到最大值，這時(shí)振子的動能等于它在最大位移處（B點(diǎn)）彈簧的彈性勢能，也就是等于系統(tǒng)的總機(jī)械能。在任何一位置上，動能和勢能之和保持不變，都等于開始振動時(shí)的彈性勢能，也就是系統(tǒng)的總機(jī)械能由于簡諧運(yùn)動中總機(jī)械能守恒，所以簡諧運(yùn)動中振幅不變。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，因此簡諧運(yùn)動的振幅與能量相對應(yīng)。問：怎樣才能使受阻力的振動物體的振幅不變，而一直振動下去呢？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，以使振動物體的振幅不變。指出：這種振幅不變的振動叫等幅振動。舉幾個等幅振動的例子，例如電鈴響的時(shí)候，鈴錘是做等幅振動。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)，打點(diǎn)針是做等幅振動。掛鐘的擺是做等幅振動?！鼈兊墓餐攸c(diǎn)是，工作時(shí)振動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)動力。在驅(qū)動力作用下物體的振動叫受迫振動。再讓學(xué)生舉幾個受迫振動的例子，例如內(nèi)燃機(jī)氣缸中活塞的運(yùn)動，縫紉機(jī)針頭的運(yùn)動，揚(yáng)聲器紙盆的運(yùn)動，電話耳機(jī)中膜片的運(yùn)動等都是受迫振動。問：受迫振動的頻率跟什么有關(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)動把手，可以發(fā)現(xiàn)，開始振子的運(yùn)動情況比較復(fù)雜，但達(dá)到穩(wěn)定后，振子的運(yùn)動就比較穩(wěn)定，可以明顯地觀察到受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期。這樣就可以得到物體做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而跟振子的固有頻率無關(guān)。問：受迫振動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單擺，其中A、B、G球的擺長相等。當(dāng)使A擺動起來后，A球的振動通過張緊的繩給其余各擺施加周期性的驅(qū)動力，經(jīng)一段時(shí)間后，它們都會振動起來。驅(qū)動力的頻率等于A擺的頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在A擺多次擺動后，各球都將以A球的頻率振動起來，但振幅不同，固有頻率與驅(qū)動力頻率相等的B、G球的振幅最大，而頻率與驅(qū)動力頻率相差最大的D、E球的振幅最小。明確指出：驅(qū)動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)1．振動物體都具有能量，能量的大小與振幅有關(guān)，振幅越大，振動能量也越大；2．當(dāng)振動物體的能量逐漸減小時(shí)，振幅也隨著減小，這樣的振動叫阻尼振動；3．振幅保持不變的振動叫等幅振動；4．物體在驅(qū)動力作用下的振動是受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率；5．當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動振幅最大的現(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、外力作用下的振動一、等幅振動振幅保持不變的振動叫等幅振動二、阻尼振動振動物體的能量逐漸減小時(shí)，振幅也隨著減小，這樣的振動叫阻尼振動三、受迫振動物體在驅(qū)動力作用下的振動是受迫振動受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動振幅最大的現(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、受迫振動演示儀、擺的共振演示器八、課后反思本節(jié)課知識比較簡單，主要讓學(xué)生區(qū)分幾種振動，在受迫振動中，做受迫振動的物體其振動周期與物體的固有周期無關(guān)等于驅(qū)動力的周期，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、知道什么是縱波,密部和疏部4、知道“機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播，形成機(jī)械波”，知道波在傳播運(yùn)動形式的同時(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簡單的例子中，我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動形式——波動，請同學(xué)們再舉出幾個有關(guān)波的例子。學(xué)生會列舉水波、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。這一章我們學(xué)習(xí)機(jī)械波的知識，以后還會學(xué)習(xí)電磁波的知識。（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］撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端，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：①波源，②介質(zhì)波是怎樣形成的呢？為什么會有不同的波形？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)：每兩人一條絲帶（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，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2~3cm用墨水染上一個點(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)依次被帶動著振動起來，振動沿絲帶傳播開去，在絲帶上形成凹凸相間的波。①思考：絲帶的一端振動后，為什么后面的質(zhì)點(diǎn)能被帶動著運(yùn)動起來？如果將絲帶剪斷，后面的質(zhì)點(diǎn)還能運(yùn)動嗎？（質(zhì)點(diǎn)間存在力的作用，不能0②分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？(質(zhì)點(diǎn)振動的時(shí)間不同）③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)動搖柄，各個質(zhì)點(diǎn)依次振動起來。（注意觀察各個質(zhì)點(diǎn)振動的先后順序）現(xiàn)象：①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動的時(shí)刻遲些，從總體上看形成凹凸相間的波②各質(zhì)點(diǎn)的振動沿豎直方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向垂直③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）、撥動水平懸掛的柔軟長彈簧一端，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）①觀察:：紅布條是否隨波遷移？（不遷移）說明了什么？②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)生的知識遷移能力）實(shí)驗(yàn)（四）觀察波動演示器上疏密相間的波：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動搖柄，演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線（2）、順時(shí)針轉(zhuǎn)動搖柄，各個質(zhì)點(diǎn)依次振動起來現(xiàn)象：①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動的時(shí)刻遲些，從總體上看形成疏密相間的波②各質(zhì)點(diǎn)的振動沿水平方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向在一條直線上③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：①不論橫波還是縱波，介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動并不隨波遷移②波傳來前，各個質(zhì)點(diǎn)是靜止的，波傳來后開始振動，說明他們獲得了能量。這個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，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，在介質(zhì)中傳播的波也立即停止F、介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動五、板書設(shè)計(jì)12.1波的形成和傳播一、機(jī)械波機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波二、機(jī)械波的分類橫波、縱波三、波傳播的是振動形式，是振動的能量六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉八、課后反思波的形成過程對于學(xué)生們來說不好理解，需要掌握的細(xì)節(jié)知識特別多，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，知道什么是簡諧波2、知道什么是波的圖象，能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動的振幅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，并能指出圖象中各個質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動方向。4、了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡諧波與簡諧運(yùn)動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)律的一種簡單、直觀的方法，如物體的運(yùn)動圖象、簡諧運(yùn)動的圖象等。同樣，波的運(yùn)動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)振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問題二、振動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的振動方向向下，則波向什么方向傳播？分析：取和a相鄰的兩個點(diǎn)b、c。若a點(diǎn)此時(shí)刻向下振動，則b點(diǎn)應(yīng)是帶動a點(diǎn)振動的，c點(diǎn)應(yīng)是在a點(diǎn)帶動下振動的。所以b點(diǎn)先振動，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)刻的振動方向，由各個質(zhì)點(diǎn)的振動方向可確定出經(jīng)T/4后各個質(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前兩個時(shí)刻的波的圖象。下面請同學(xué)們在練習(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質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，振動圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點(diǎn)振動的時(shí)間。2、兩種圖象描述的對象不同波的圖象描述的是某一時(shí)刻各個質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，振動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正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示波在一個周期內(nèi)傳播的距離，振動圖象中相鄰兩個正向（或負(fù)向）位移最大值之間的距離表示振動的周期。（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，則波的傳播方向？若波向左傳播，則此時(shí)振動方向向下的質(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。五、板書設(shè)計(jì)12.2波的圖象一、波的圖象振動質(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、振動方向和波的傳播方向的關(guān)系質(zhì)點(diǎn)振動法、上下坡法三、波的圖象變化情況質(zhì)點(diǎn)振動法和波的平移六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手波動演示儀八、課后反思振動圖像和波動圖像學(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、頻率和波速一、三維目標(biāo)知識與技能1、知道什么是波的波長，能在波的圖象中求出波長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程中的特點(diǎn)4、理解波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會應(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)會應(yīng)用波長、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、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系，并會應(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)識和理解波的圖象的基礎(chǔ)上，這節(jié)課，我們來學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速（二）進(jìn)行新課一、波長（λ）在教材中可以看出，由質(zhì)點(diǎn)1發(fā)出的振動傳到質(zhì)點(diǎn)13，使質(zhì)點(diǎn)13開始振動時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1完成一次全振動，因而這兩個質(zhì)點(diǎn)的振動步調(diào)完全一致。也就是說，至兩個質(zhì)點(diǎn)在振動中的任何時(shí)刻，對平衡位置的位移大小和方向總是相等的。我們就把這樣兩個質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長。1、在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長對于波長這個物理量，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，位移就不一定相等，所以E、F兩點(diǎn)的距離就不等于一個波長。（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，位移總相等的兩個質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的（2）位移總相等的兩個質(zhì)點(diǎn)，其速度也總是相等的在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等于波長。結(jié)合圖10-10，我們可以看到，相距λ/2的兩個質(zhì)點(diǎn)振動總是相反的。進(jìn)而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動步調(diào)總是相同的；相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動步調(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)過一個周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個波長的距離（3）、每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變?nèi)⒉ㄋ伲╲）波速的含義和物體運(yùn)動速度的含義是相同的，波速描述的是振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度1、單位時(shí)間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t2、幾點(diǎn)說明同一振動在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的，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)振動速度的含義由波長、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、周期（或頻率）和波速的關(guān)系在波動中，每經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中傳播的距離等于一個波長λ。由此我們可以找到λ、T（或f）和v三者之間的關(guān)系。1、v=λ/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、λ與f還應(yīng)有如下對應(yīng)關(guān)系2、v=λf由上式我們還可以這樣理解波速這個物理量，波速等于波長和頻率的乘積，這個關(guān)系雖然是從機(jī)械波得到的，但是它對于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對于式v=λ/T或v=λf，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、頻率和波速一、波長（λ）在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離，叫做波的波長在橫波中，兩個相鄰波峰或兩個相鄰波谷之間的距離等于波長。在縱波中，兩個相鄰密部或兩個相鄰疏部之間的距離也等于波長。二、周期（T）、頻率（f）波源質(zhì)點(diǎn)振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）三、波速（v）單位時(shí)間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t四、波長、周期（或頻率）和波速的關(guān)系1、v=λ/T2、v=λf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)。12．4波的衍射和干涉一、三維目標(biāo)知識與技能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)，我們就會知道，原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時(shí)會產(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擋板，重新做實(shí)驗(yàn)現(xiàn)想：水波不能繞到長擋板的背后傳播這個現(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)傳播在窄縫的寬度比波長大得多的情況下，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（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，波長越長，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。甲中波長是窄縫寬度的3/10，乙中波長是窄縫寬度的5/10，丙中波長是窄縫寬度的7/10。通過對比可以看出：窄縫寬度跟波長相差不多時(shí)，有明顯的衍射現(xiàn)象。窄縫寬度比波長大得多時(shí)，衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長相比非常大時(shí)，水波將直線傳播，觀察不到衍射現(xiàn)象。2、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(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，?？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)，將會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？２、下列哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？1、面對障礙物大喊一聲，過一會聽見自己的聲音2、將一個音叉敲響，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不同地方，會激起兩列圓形水波。它們相遇時(shí)會互相穿過，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，振動頻率、振動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單的但卻是最重要的情形，就是兩個振動方向、振動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，振動著的金屬薄片AB，使兩個小球S1、S2同步地上下振動，由于小球S1、S2與槽中的水面保持接觸，構(gòu)成兩個波源，水面就產(chǎn)生兩列振動方向相同、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12.4-3所示，為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？我們可以用波的疊加原理來解釋。課本如圖所示的是產(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[課本如圖所示中的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)過半個周期，兩列波各前進(jìn)了半個波長的距離，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)過半個周期，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)的振動總是最強(qiáng)的。這些振動最強(qiáng)的點(diǎn)都分布在課本如圖中畫出的粗實(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[課本如圖b點(diǎn)]，該點(diǎn)位移等于兩列波的振幅之差。經(jīng)過半個周期，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)過半個周期，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)振動的振幅就等于兩列波的振幅之差，所以該點(diǎn)的振動總是最弱的。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。這些振動最弱的點(diǎn)都分布在課本圖中畫出的粗虛線上?？梢钥闯?，振動最強(qiáng)的區(qū)域和振動最弱的區(qū)域是相互間隔開的。頻率相同的波，疊加時(shí)形成某些區(qū)域的振動始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(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樣。只有兩個頻率相同、振動方向相同的波源發(fā)出的波，疊加時(shí)才會獲得穩(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?！狙菔尽壳脫粢舨媸蛊浒l(fā)聲，然后轉(zhuǎn)動音叉，就可以聽到聲音忽強(qiáng)忽弱。這就是聲波的干涉現(xiàn)象。1、頻率相同的波，疊加時(shí)形成某些區(qū)域的振動始終加強(qiáng)，另一些區(qū)域的振動始終減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱的區(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樣。2、干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象。3、產(chǎn)生干涉的必要條件：兩列波的頻率必須相同五板書設(shè)計(jì)12．4波的衍射和干涉一、波的衍射只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長相差不多，或者比波長更小時(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)象二、波的疊加三、波的干涉干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象產(chǎn)生干涉的必要條件：兩列波的頻率必須相同六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手水波槽、兩塊擋板、長繩、發(fā)波水槽（電動雙振子）、音叉八、課后反思本節(jié)課難度主要是讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)結(jié)論，需要教師對實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備充分12．5多普勒效應(yīng)一、三維目標(biāo)知識與技能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)1、知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別2、知道多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的三、教學(xué)難點(diǎn)波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別四、教學(xué)過程讓學(xué)生敘述火車向你駛來時(shí)，汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？火車離你而去時(shí)，汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？同是汽笛發(fā)聲為什么會產(chǎn)生兩種不同的現(xiàn)象呢？因?yàn)槎嗥绽招?yīng)一、波源的頻率與觀察者接收到的頻率知識回顧：1.什么叫頻率?2.聲音的音調(diào)由什么因素決定?1.波源的頻率單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)2.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數(shù)如果波源和觀察者相對于介質(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于介質(zhì)運(yùn)動時(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)二、多普勒效應(yīng)的成因例:波速為V＝100m/s.波源的頻率f＝100Hz.可算得:波的周期T＝0.01s,波長λ＝1m.1、波源相對于介質(zhì)靜止,觀察者相對于介質(zhì)靜止在時(shí)間t＝1s里有100個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、觀察者相對于介質(zhì)靜止,波源以速度V源＝10m/s相對于介質(zhì)運(yùn)動(1)、波源向觀察者運(yùn)動則對觀察者來說感覺到的波速為110m,他在1秒鐘內(nèi)接收到的完全波數(shù)為110個,所以觀察者感受到的頻率f'＝110Hz比波源的頻率f＝100Hz要高,因而音調(diào)變高注意:波速實(shí)際并沒有改變,但在相同的距離中卻多了10個完整波,是由于波在介質(zhì)中被均勻擠壓,使之波長變短的緣故(2)、波源遠(yuǎn)離觀察者由同學(xué)自行分析3、波源相對于介質(zhì)靜止,觀察者以速度V人＝10m/s相對于介質(zhì)運(yùn)動(1)、觀察者向波源運(yùn)動(2)、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)相對于介質(zhì)運(yùn)動又如何呢?多普勒效應(yīng)更加明顯三、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)四、鞏固練習(xí)1.關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說法中正確的是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運(yùn)動而產(chǎn)生的D.只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2.炮彈由遠(yuǎn)處飛來從頭頂呼嘯而過的整個過程中,我們所聽到的音調(diào)A.越來越高B.越來越低C.先變高后變低D.先變低后變高E.因不知炮彈的速度為多少,所以無法判斷五、板書設(shè)計(jì)12．5多普勒效應(yīng)一、波源的頻率與觀察者接收到的頻率1.波源的頻率單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個數(shù)2.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數(shù)二、多普勒效應(yīng)的成因六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學(xué)輔助手多媒體八、課后反思教學(xué)大綱對本節(jié)課的要求不高，但內(nèi)容非常不好理解，需要老師耐心講解13、1光的折射一、三維目標(biāo)知識與技能1、了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系2、掌握光的折射定律3、掌握介質(zhì)的折射率的概念過程與方法通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解到光在兩種介質(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是有差別的，我們應(yīng)用科學(xué)的態(tài)度看待用儀器探測的結(jié)果二、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)來決定三、教學(xué)難點(diǎn)光的折射定律和折射率的應(yīng)用．通過問題的分析解決加深對折射率概念的理解，學(xué)會解決問題的方法四、教學(xué)過程（一）引入我們在初中已學(xué)過光的折射規(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)，折射角大于入射角．初中學(xué)的光的折射規(guī)律只是定性地描述了光的折射現(xiàn)象，而我們今天要定量地進(jìn)行研究（二）新課教學(xué)演示：將光的激光演示儀接通電源，暫不打開開關(guān)，將煙霧發(fā)生器點(diǎn)燃置入光的折射演示器中，將半圓柱透明玻璃放入對應(yīng)的位置．打開開關(guān)，將激光管點(diǎn)燃，讓一束激光照在半圓柱透明玻璃的平面上，讓光線垂直于平面過圓心入射(沿法線入射)，觀察折射情況：a．角度，b．明暗程度與入射光線進(jìn)行對比．然后改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行記錄，再次觀察能量改變的情況．最后進(jìn)行概括、歸納、小結(jié)1、在兩種介質(zhì)的分界面上入射光線、反射光線、折射光線的能量分配我們可以得出結(jié)論：隨入射角的增大，反射光線的能量比例逐漸增加，而折射光線的能量比例逐漸減小2、經(jīng)歷了近1500年才得到完善的定律(1)歷史發(fā)展：公元2世紀(jì)古希臘天文學(xué)家托勒密通過實(shí)驗(yàn)得到：A．折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)