高中物理選修3-4全套教案(人教版)(共75頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高二物理選修3-4教案11、1簡諧運動一、三維目標知識與技能 1、了解什么是機械振動、簡諧運動 2、正確理解簡諧運動圖象的物理含義，知道簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線過程與方法 通過觀察演示實驗，概括出機械振動的特征，培養(yǎng)學生的觀察、概括能力情感態(tài)度與價值觀 讓學生體驗科學的神奇，實驗的樂趣二、教學重點 使學生掌握簡諧運動的回復力特征及相關物理量的變化規(guī)律三、教學難點 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、教學過程 引入：我們學習機械運動的規(guī)律，是從簡單到復雜：勻速運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動，今天學習一種更復雜的運動

2、簡諧運動1、機械振動 振動是自然界中普遍存在的一種運動形式，請舉例說明什么樣的運動就是振動？ 微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動這些物體的運動都是振動。請同學們觀察幾個振動的實驗，注意邊看邊想：物體振動時有什么特征？演示實驗（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：這些物體的運動各不相同：運動軌跡是直線的、曲線的；運動方向水平的、豎直的；物體各部分運動情況相同的、不同的它們的運動有什么共同特征？歸納：物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側(cè)做往復運動，振動是機械振

3、動的簡稱。2、簡諧運動簡諧運動是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學習簡諧運動（1）彈簧振子 演示實驗：氣墊彈簧振子的振動討論 ：a滑塊的運動是平動，可以看作質(zhì)點 b彈簧的質(zhì)量遠遠小于滑動的質(zhì)量，可以忽略不計,一個輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個質(zhì)點，彈簧的另一端固定，就構成了一個彈簧振子 c沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，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動。（2）彈簧振子為什么會振動？ 物體做機械振動時，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，這個力叫回復力，回復力是根據(jù)力的效果命名的，對于彈簧振子，它是彈力?；貜土梢允菑椓?，或其

4、它的力，或幾個力的合力，或某個力的分力，在O點，回復力是零，叫振動的平衡位置。（3）簡諧運動的特征 彈簧振子在振動過程中，回復力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關系。在研究機械振動時，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。3、簡諧運動的位移圖象振動圖象 簡諧運動的振動圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡諧運動的位移指的是什么位移？（相對平衡位置的位移）演示：當彈簧振子振動時，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，紙帶移動的距離與時間成正比，紙帶拉動一定的距離對應振子振動一定的時間，因此紙帶的運動方向可以代表時間軸的方向，紙帶運動的距離就可以代表

5、時間。介紹這種記錄振動方法的實際應用例子：心電圖儀、地震儀 理論和實驗都證明：（1）簡諧運動的振動圖象都是正弦或余弦曲線讓學生思考后回答：振動圖象在什么情況下是正弦，什么情況下是余弦？ 引導學生回答：由開始計時的位置決定。五、板書設計 11、1簡諧運動1、機械振動 物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側(cè)做往復運動，振動是機械振動的簡稱2、簡諧運動 簡諧運動是一種最簡單、最基本的振動3、簡諧運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)課主要讓學生體會機械振動和簡諧

6、運動，從實驗中感受簡諧運動到底是一個什么樣的運動，無論從形式上還是圖像上。 11、2 簡諧運動的描述一、三維目標知識與技能 1、知道簡諧運動的振幅、周期和頻率的含義 2、理解周期和頻率的關系 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過程與方法 通過觀察概括出機械振動的特征，培養(yǎng)學生的概括能力情感態(tài)度與價值觀 通過學生總結(jié)概括，增強學生學習物理的信心和興趣二、教學重點 振幅、周期和頻率的物理意義三、教學難點 理解振動物體的固有周期和固有頻率與振幅無關四、教學過程引入 上節(jié)課講了簡諧運動的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復力作用下，總以某一位置為中心做往復運動?，F(xiàn)在我們觀察彈簧振

7、子的運動。將振子拉到平衡位置O的右側(cè)，放手后，振子在O點的兩側(cè)做往復運動。振子的運動是否具有周期性？ 在圓周運動中，物體的運動由于具有周期性，為了研究其運動規(guī)律，我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡諧運動，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和頻率進行新課 實驗演示：觀察彈簧振子的運動，可知振子總在一定范圍內(nèi)運動，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

8、動的周期T：做簡諧運動的物體完成一次全振動的時間 振動的頻率f：單位時間內(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）實驗演示：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，用秒表或者脈搏計時，比較一下這兩個振子的周期和頻率。演示實驗表明，周期越小的彈簧振子，頻率就越大（3）、周期和頻率的關系。兩者的關系為：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、簡諧運動的周期或頻率與振幅無關實驗演示（引導學生注

9、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: 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，然后同時放手，那么：A、B運動的方向總是相同的A、B運動的方向總是相反的A、B

10、運動的方向有時相同、有時相反無法判斷A、B運動的方向的關系.五板書設計 11、2 簡諧運動的描述一、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：做簡諧運動的物體完成一次全振動的時間 單位s 振動的頻率f：單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù) 單位Hz三、周期和頻率的關系 T=1/f 或 f=1/T 六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學輔助手段 彈簧振子 音叉八、課后反思 本節(jié)課涉及的描述簡諧運動的物理量有周期、頻率、振幅、位移，對于位移應重點講解，不同于以前的所學的位移是偏離平衡位置的位移，初始位置一定是平衡位置，學生易混淆。 11、3簡諧運動的回復力和能量一、三維目標知識與技

11、能 1、掌握簡諧運動的定義，了解簡諧運動的運動特征 2、掌握簡諧運動的動力學公式 3、了解簡諧運動的能量變化規(guī)律過程與方法 引導學生通過實驗觀察，概括簡諧運動的運動特征和簡諧運動的能量變化規(guī)律，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力情感態(tài)度與價值觀 結(jié)合舊知識進行分析，推理而掌握新知識，以培養(yǎng)其觀察和邏輯思維能力二、教學重點 1、重點是簡諧運動的定義 2、難點是簡諧運動的動力學分析和能量分析三、教學難點 簡諧運動中的回復力四、教學過程（一） 引入新課 復習提問：1什么是機械振動？ 2振子做什么運動？日常生活中經(jīng)常會遇到機械振動的情況：機器的振動，橋梁的振動，樹枝的振動，樂器的發(fā)聲，它們的振動比較復雜，但這些復雜的振

12、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、最基本的機械振動，叫做簡諧運動提問3：過去我們研究自由落體等勻變速直線運動是從哪幾個角度進行研究的？今天，我們?nèi)砸獜倪\動學（位移、速度、加速度）研究簡諧運動的運動性質(zhì)；從動力學（力和運動的關系）研究簡諧運動的特征，再研究能量變化的情況。（二）新課教學第二次演示豎直方向的彈簧振子提問4：大家應明確觀察什么？學生：物體 提問5：上述四個物理量中，哪個比較容易觀察？（位移） 學生：位移 提問6：做簡諧運動的物體受的是恒力還是變力？力的大小、方向如何變？ 學生：變力 小結(jié)：簡諧運

13、動的受力特點：回復力的大小與位移成正比，回復力的方向指向平衡位置 提問7：簡諧運動是不是勻變速運動？ 學生：不是 小結(jié)：簡諧運動是變速運動，但不是勻變速運動。加速度最大時，速度等于零；速度最大時，加速度等于零。 提問8：從簡諧運動的運動特點，我們來看它在運動過程中能量如何變化？讓我們再觀察。 學生：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？ 學生：外力對系統(tǒng)做功 提問10：在A點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？ 提問11：在O點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？ 提問12：在D點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？ 提問13：在B，C點，振子有動能嗎？系統(tǒng)有

14、勢能嗎？ 小結(jié)：簡諧運動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程。五、板書設計 11、3簡諧運動的回復力和能量一、回復力：回復力的大小與位移成正比，回復力的方向指向平衡位置二、能量：簡諧運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)演示實驗讓學生觀察，然后以提問的形式進行，有的物理量便于觀察，有的物理量就需要力學分析，學生對力學掌握的不太扎實，力學確實也是高中物理的一個難點，教師在以后教學中要注重這方面的分析。11、4單擺一、三維目標知識與技能 1、知道什么是單擺 2、理解單擺振動的回復力來源及做簡諧運動的條件 3、知道

15、單擺的周期和什么有關，掌握單擺振動的周期公式，并能用公式解題過程與方法 觀察演示實驗，概括出影響周期的因素，培養(yǎng)由實驗現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力情感態(tài)度與價值觀 通過實驗增強學生學習物理的興趣和信心二、教學重點 掌握好單擺的周期公式及其成立條件三、教學難點 單擺回復力的分析四、教學過程（）引入新課在前面我們學習了彈簧振子，知道彈簧振子做簡諧運動。那么：物體做簡諧運動的條件是什么？答：物體做機械振動，受到的回復力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。今天我們學習另一種機械振動單擺的運動（二）進行新課 閱讀課本第13頁第一二段，思考：什么是單擺？答：一根細線上端固定，下端系著一個小球，如果懸掛小球

16、的細線的伸長和質(zhì)量可以忽略，細線的長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，是在一個固定的懸點下，用一根不可伸長的細繩，系住一個一定質(zhì)量的質(zhì)點，在豎直平面內(nèi)擺動。所以，實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。擺球靜止時所處的位置就是單擺的平衡位置。物體做機械振動，必然受到回復力的作用，彈簧振子的回復力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機械振動，思考：單擺的回復力由誰來提供，如何表示？1、平衡位置 當擺球靜止在平衡位置O點時，細線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點就是擺球的平衡位置。

17、2、回復力單擺的回復力F回=G1=mg sin，單擺的振動是不是簡諧運動呢？單擺受到的回復力F回=mg sin，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sin也增大，但是回復力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運動。但是，在值較小的情況下（一般取10°），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認為 sin=X/ L，近似的有F= mg sin= ( mg /L )x = k x（k=mg/L）,又回復力的方向始終指向O點，與位移方向相反，滿足簡諧運動的條件，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力作用下的振動，F(xiàn) = - ( mg / L )x = - k x（k=mg/L）

18、為簡諧運動。所以，當10°時，單擺振動是簡諧運動。條件：擺角10°位移大時，單擺的回復力大，位移小，回復力小，當單擺經(jīng)過平衡位置時，單擺的位移為0，回復力也為0，思考：此時，單擺所受的合外力是否為0？單擺此時做的是圓周運動，做圓周運動的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導學生思考，單擺作圓周運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，它們的合力充當向心力。所以，單擺經(jīng)過平衡位置時，受到的回復力為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

19、？生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關。單擺的周期是否和這些因素有關呢？下面我們用實驗來證實我們的猜想為了減小對實驗的干擾，每次實驗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，不會受影響。這個實驗主要是為研究屬于簡諧運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

20、放。（由一名學生來完成實驗驗證，教師加以指導）現(xiàn)象：擺球同步振動，說明單擺振動的周期和振幅無關。剛才做過的兩個演示實驗，證實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。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釋放，注意要10°。（由一名學生來完成實驗驗證，教師加以指導）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。具體有什么關系呢？荷蘭物理學惠更斯研究了單擺的振動，在大量可靠的實驗基礎上，經(jīng)過一系列的理論推導和證明得到：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：同時這

21、個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運動的前提下，條件：擺角10°由周期公式我們看到T與兩個因素有關，當g一定，T與成正比；當L一定，T與成反比；L，g都一定，T就一定了，對應每一個單擺有一個固有周期T， 五、板書設計 11、4單擺一、平衡位置二、2回復力單擺的回復力F回=G1=mg sin三、單擺的周期 與單擺的質(zhì)量、振幅無關六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學輔助手 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<10°時單擺振動才是簡諧運動；單擺振動周期 某單擺，演示實驗時學生做的較慢，浪費了很多時間，可以讓學生做好預習，再進行實驗。

22、5、外力作用下的振動一、三維目標知識與技能 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 3、理解共振的概念，知道常見的共振的應用和危害過程與方法 學生通過觀察演示實驗，進一步理解自由振動、阻尼振動、受迫振動情感態(tài)度與價值觀 通過物理實驗增強學生學習物理的興趣二、教學重點 受迫振動、共振三、教學難點 受迫振動四、教學過程（一）復習提問 讓學生注意觀察教師的演示實驗。教師把彈簧振子的振子向右移動至B點，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。重復兩次讓學生在黑板上畫出振動

23、圖象的示意圖（圖1中的）。 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，再讓學生在原坐標上畫出第二次振子振動的圖象（圖1中的）。和應同頻、同相、振幅不同。 結(jié)合圖象和振子運動與學生一起分析能量的變化并引入新課 （二）新課教學 現(xiàn)在以彈簧振子為例討論一下簡諧運動的能量問題。 問：振子從B向O運動過程中，它的能量是怎樣變化的？引導學生答出彈性勢能減少，動能增加。 問：振子從O向C運動過程中能量如何變化？振子由C向O、又由O向B運動的過程中，能量又是如何變化的？ 問：振子在振動過程中總的機械能如何變化？引導學生運用機械能守恒定律，得出在不計阻力作用的情況下，總機械能保持不變。 教師指出：將

24、振子從B點釋放后在彈簧彈力（回復力）作用下，振子向左運動，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。當回到平衡位置O時，彈簧無形變，彈性勢能為零，振子動能達到最大值，這時振子的動能等于它在最大位移處（B點）彈簧的彈性勢能，也就是等于系統(tǒng)的總機械能。 在任何一位置上，動能和勢能之和保持不變，都等于開始振動時的彈性勢能，也就是系統(tǒng)的總機械能由于簡諧運動中總機械能守恒，所以簡諧運動中振幅不變。如果初始時B點與O點的距離越大，到O點時，振子的動能越大，則系統(tǒng)所具有的機械能越大。相應地，振子的振幅也就越大，因此簡諧運動的振幅與能量相對應。問：怎樣才能使受阻力的振動物體的振幅不變，而

25、一直振動下去呢？引導學生答出，應不斷地向系統(tǒng)補充損耗的機械能，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，例如電鈴響的時候，鈴錘是做等幅振動。電磁打點計時器工作時，打點針是做等幅振動。掛鐘的擺是做等幅振動。它們的共同特點是，工作時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。再讓學生舉幾個受迫振動的例子，例如內(nèi)燃機氣缸中活塞的運動，縫紉機針頭的運動，揚聲器紙盆的運動，電話耳機中膜片的運動等都是受迫振動。問：受迫振動的頻率跟什么有關呢？讓學生注意觀察演示（圖3）。用不同的轉(zhuǎn)速勻速地轉(zhuǎn)動把手，可以

26、發(fā)現(xiàn)，開始振子的運動情況比較復雜，但達到穩(wěn)定后，振子的運動就比較穩(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。問：受迫振動的振幅又跟什么有關呢？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。實驗發(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

27、最小。明確指出：驅(qū)動力的頻率跟物體的固有頻率相等時，振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。講解一下共振在技術上有其有利的一面，也存在不利的一面。結(jié)合課本讓同學思考，在生活實際中利用共振和防止共振的實例。小結(jié)1振動物體都具有能量，能量的大小與振幅有關，振幅越大，振動能量也越大；2當振動物體的能量逐漸減小時，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當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動振幅最大的現(xiàn)象叫共振；共振在技術上有其有利的一面，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、板書設計 5

28、、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，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 當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，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等于驅(qū)動力的周期，學生不好理解需要教師多羅列一些生活中的實例，并且做好演示實驗。關于共振因為與生活聯(lián)系緊密，學生反而容易接

29、受。12.1 波的形成和傳播一、三維目標知識與技能1、知道直線上機械波的形成過程 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“機械振動在介質(zhì)中傳播，形成機械波”，知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量過程與方法1、培養(yǎng)學生進行科學探索的能力 2、培養(yǎng)學生觀察、分析和歸納的能力 情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生的空間想象能力和思維能力二、教學重點機械波的形成過程及傳播規(guī)律三、教學難點 機械波的形成過程四、教學過程（）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動形式波動，請同學們再舉出幾個有關波的例子。學生會列舉

30、水波、聲波、無線電波、光波。教師啟發(fā)，大家聽說過地震嗎？學生會想到地震波。水波、聲波、地震波都是機械波，無線電波、光波都是電磁波。這一章我們學習機械波的知識，以后還會學習電磁波的知識。（二）進行新課現(xiàn)在學習第一節(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：波源，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？（設置疑問，激發(fā)學生的探究欲望）實驗探索發(fā)放“探索波的形成和傳播規(guī)律”的實驗報告，進行實驗探索并完成實

31、驗報告。實驗目的：探索波的形成原因和傳播規(guī)律實驗（一）學生分組實驗：每兩人一條絲帶（60cm左右），觀察絲帶上凹凸相間的波。實驗步驟：（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23cm用墨水染上一個點，代表絲帶上的質(zhì)點。重復步驟（1）。觀察絲帶上的質(zhì)點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。思考：絲帶的一端振動后，為什么后面的質(zhì)點能被帶動著運動起來？如果將絲帶剪斷，后面的質(zhì)點還能運動嗎？（質(zhì)點間存在力的作用，不能0分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？(質(zhì)點振動的時間不同）觀察絲

32、帶上的質(zhì)點是否隨波向遠處遷移？(不隨波遷移）實驗（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，引導學生注意觀察）實驗步驟：（1）、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄，演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線。（表示各質(zhì)點都處在平衡位置）（2）、順時針轉(zhuǎn)動搖柄，各個質(zhì)點依次振動起來。（注意觀察各個質(zhì)點振動的先后順序）現(xiàn)象：后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻遲些，從總體上看形成凹凸相間的波各質(zhì)點的振動沿豎直方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直質(zhì)點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驗（三）觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波實驗步

33、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，重復步驟（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，鍛煉學生的知識遷移能力）實驗（四）觀察波動演示器上疏密相間的波：實驗步驟：（1）、逆時針轉(zhuǎn)動搖柄，演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線（2）、順時針轉(zhuǎn)動搖柄，各個質(zhì)點依次振動起來現(xiàn)象：后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻遲些，從總體上看形成疏密相間的波各質(zhì)點的振動沿水平方向，波的傳播沿水平方向，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在一條直線上質(zhì)點是否沿

34、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驗得出結(jié)論：不論橫波還是縱波，介質(zhì)中各個質(zhì)點發(fā)生振動并不隨波遷移波傳來前，各個質(zhì)點是靜止的，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)點傳來的。因此：波是傳遞信息能量的一種方式。（三）知識應用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，位于震源正上方的建筑物，在縱波和橫波分別傳來時的振動情況嗎？為什么？2、本來是靜止的質(zhì)點，隨著波的傳來開始振動，有關這一現(xiàn)象的說法正確的有：A、該現(xiàn)象表明質(zhì)點獲得了能量B、質(zhì)點振動的能量是從波源傳來的C、該質(zhì)點從前面的質(zhì)點獲取能量，同

35、時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)點做的是受迫振動五、板書設計 12.1 波的形成和傳播一、機械波 機械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機械波二、機械波的分類 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生們來說不好理解，需要掌握的細節(jié)知識特別多，教師要通過分組實驗和演示實驗加深學生們的印象。 12.2 波的圖象一、三維目標知識與技能1、知道波的圖象，知道橫、縱坐標各表示什么物理量，知道什么是簡諧波2、知道什么是波的圖

36、象，能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點振動的振幅3、根據(jù)某一時刻的波的圖象和波的傳播方向，能畫出下一時刻和前一時刻的波的圖象，并能指出圖象中各個質(zhì)點在該時刻的振動方向。4、了解波的圖象的物理意義，能區(qū)別簡諧波與簡諧運動兩者的圖象過程與方法 能夠利用波的圖象解決實際問題 情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生從圖像直接獲取信息并進行深加工的能力二、教學重點 波的圖象的物理意義三、教學難點 波的圖象與振動圖像的區(qū)別四、教學過程（一）引入新課通過上節(jié)課的學習，我們知道了什么是機械波，同時認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，如物體的運動圖象、簡諧運動的圖象

37、等。同樣，波的運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）進行新課一、波的圖象振動質(zhì)點在某一時刻的位置連成的一條曲線，叫波的圖象這就是質(zhì)點振動方向和波的傳播方向之間的關系問題二、振動方向和波的傳播方向的關系【例題1】一列橫波在某一時刻的波形圖如圖10-1所示。若此時刻質(zhì)點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b、c。若a點此時刻向下振動，則b點應是帶動a點振動的，c點應是在a點帶動下振動的。所以b點先振動，其次是a、c兩點。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：一是描點作圖法，二是圖象平移作圖法。1、描點作圖

38、法【例題2】某一簡諧波在t=0時刻的波形圖如圖10-2中的實線所示。若波向右傳播，畫出T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。分析：根據(jù)t=o時刻波的圖象及傳播方向，可知此時刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點在該時刻的振動方向，由各個質(zhì)點的振動方向可確定出經(jīng)T/4后各個質(zhì)點所在的位置，將這些點所在位置用平滑曲線連接起來，便可得到經(jīng)T/4后時刻的波的圖象。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時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。下面請同學們在練習本上畫出波向左傳播，從t=0時刻開始的T/4后和T/4前兩個時刻的波的圖象。2、圖象平移作圖法從波的圖象中的波形曲線我們看

39、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、縱坐標的意義不同。波的圖象橫坐標x表示在波的傳播方向上各個質(zhì)點的平衡位置，振動圖象橫坐標t表示該質(zhì)點振動的時間。2、兩種圖象描述的對象不同波的圖象描述的是某一時刻各個質(zhì)點偏離平衡位置的位移，振動圖象描述的是某一質(zhì)點在不同時刻偏離平衡位置的位移。3、兩種圖象相鄰兩個正向（或負向）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（或負向）位移最大值之間的距離表示振動的周期。（三）鞏固練習1、一列

40、橫波在某一時刻的波形如圖10-4所示，若質(zhì)點O此時向上運動，則波的傳播方向？ 若波向左傳播，則此時振動方向向下的質(zhì)點有 ？ 2、如圖10-5所示是一列橫波在t=o時刻的波形圖。若波向左傳播，用“描點法”作出3T/4前時刻的波形圖。五、板書設計 12.2 波的圖象一、波的圖象振動質(zhì)點在某一時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系 質(zhì)點振動法、上下坡法三、波的圖象變化情況 質(zhì)點振動法和波的平移六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學輔助手 波動演示儀八、課后反思 振動圖像和波動圖像學生易混淆，從不同的圖像中學生能捕獲不同的信息，教師要加強這方面的訓練。 12.3 波長、頻率和波速

41、一、三維目標知識與技能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)點振動周期的關系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 4、理解波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關系，并會應用這一關系進行計算和分析實際問題過程與方法學會應用波長、周期（頻率）和波速的關系分析解決實際問題的方法情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生用聯(lián)系的觀點解決物理問題二、教學重點 理解波長、周期（頻率）和波速的物理意義及它們之間的關系，并會應用這一關系進行計算和分析實際問題三、教學難點 波的多解問題四、教學過程（一）引入新課在物理中，一些物理現(xiàn)象、過程、

42、規(guī)律等，都需要用物理量進行描述，同樣，機械波及其傳播過程，也需要一些物理量進行描述。在上一節(jié)我們認識和理解波的圖象的基礎上，這節(jié)課，我們來學習和研究描述波的幾個物理量，即波長、頻率和波速（二）進行新課一、波長（）在教材中可以看出，由質(zhì)點1發(fā)出的振動傳到質(zhì)點13，使質(zhì)點13開始振動時，質(zhì)點1完成一次全振動，因而這兩個質(zhì)點的振動步調(diào)完全一致。也就是說，至兩個質(zhì)點在振動中的任何時刻，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，進一步加深理解2、幾點說

43、明要理解“位移總相等”的含義。這里要求的是每時每刻都相等。如圖10-10所示，如E、F兩點在圖示的時刻位移是相等的，但過一段時間后，位移就不一定相等，所以E、F兩點的距離就不等于一個波長。（1）“位移總相等” 的含義是“每時每刻都相等”從波的圖象中不難看出，位移總相等的兩個質(zhì)點，其速度也總是相等的（2）位移總相等的兩個質(zhì)點，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/2的兩個質(zhì)點振動總是相反的。進而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距整數(shù)倍的質(zhì)點振動步調(diào)總是相同的；相距/2奇數(shù)倍

44、的質(zhì)點振動步調(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)點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）關于波的周期（或頻率）我們也需要理解幾個問題2、幾點說明由于波的周期（或頻率）就是波源質(zhì)點振動周期（或頻率）,所以波的周期（或頻率）應由波源決定，與傳播波的介質(zhì)無關。（1）、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時周期（或頻率）保持不變（2）、每經(jīng)過一個周期的時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)?、波速（v）波速的含義和物體運動速度的含義是相同的，波速描述的是

45、振動在介質(zhì)中傳播的快慢程度1、單位時間內(nèi)振動所傳播的距離叫做波速。即v=s/t2、幾點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間改變的。（3）要區(qū)分波速與質(zhì)點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）

46、和波速的關系在波動中，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。由此我們可以找到、T（或f）和v三者之間的關系。1、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還應有如下對應關系2、v=f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，這個關系雖然是從機械波得到的，但是它對于我們以后要學習的電磁波、光波也是適用的。對于式v=/T或 v=f，我們不但要理解，還要能應用他們解決實際問題。為了加深對以上兩式的理解和提高應用以上兩式分析問題和解決問題的能力。五、板書設計 12.3 波長、頻率和波速一、波長（）在波動中，對平衡位置的位移總是相等的兩個相鄰

47、質(zhì)點間的距離，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)點振動的周期（或頻率）就是波的周期（或頻率）三、波速（v）單位時間內(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）和波速的關系1、v=/T2、v=f六、課后作業(yè) 優(yōu)化方案七、教學輔助手 多媒體smart八、課后反思 本節(jié)課學生覺得難度加大，首先三個物理量是由誰決定的學生有些混亂，需要進一步加強，其次波的多解性問題也是學生需要掌握的難點，學生需要反復練習。124波的衍射和干涉一、三維目標 知識與技能1、知道什

48、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 能夠利用波的實驗解決實際問題 情感態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生善于觀察、善于總結(jié)的能力二、教學重點 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、教學難點 波的疊加原理四、教學過程（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)課的學習，我們就會知道，原來波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時會產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象，這就是波的衍射（二）進行新課一、波的衍射 波在向前傳播遇到障礙物時，會發(fā)生波線彎曲，偏離原來的直線方向

49、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，微風激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)募毿〉恼系K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驗，請大家認真觀察現(xiàn)象：水波繞過小擋板繼續(xù)傳播將小擋板換成長擋板，重新做實驗現(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下面通過實驗研究發(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

50、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），將實驗現(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，它們是做衍射實驗時拍下的照片。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，有明顯的

51、衍射現(xiàn)象。 窄縫寬度比波長大得多時，衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長相比非常大時，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，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。在實際情況中，常可看到幾列波同時在介質(zhì)中傳播。那么，兩列或幾列波在介質(zhì)中相遇時，將會發(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：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。它們相遇時會互相穿過，各自保持圓形波繼續(xù)前進，與一列水波單獨傳播時的情形完全一樣，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，情形是很復雜的。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)波水槽實驗裝置中，振動著的金屬薄