高中物理選修3-4全套教案(人教版)

高中物理選修3-4全套教課設計(人教版).(DOC)

高二物理選修3-4教課設計

11、1簡諧運動

一、三維目標

知識與技術

1、認識什么是機械振動、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

經(jīng)過察看演示實驗，歸納出機械振動的特色，培育學生的察看、歸納能力

感情態(tài)度與價值觀

讓學生體驗科學的奇特，實驗的樂趣

二、教課要點

使學生掌握簡諧運動的答復力特色及有關物理量的變化規(guī)律

三、教課難點

偏離均衡地點的位移與位移的看法簡單混雜；在一次全振動中速度的變化

四、教課過程

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，今日學習一種更復雜的運動——簡諧運動

1、機械振動

振動是自然界中廣泛存在的一種運動形式，請舉例說明什么樣的運動就是振動？

細風中樹枝的抖動、心臟的跳動、鐘擺的搖動、聲帶的振動這些物體的運動都是振

動。請同學們察看幾個振動的實驗，注意邊看邊想：物體振動時有什么特色？

[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）]

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發(fā)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；

物體各部分運動狀況相同的、不一樣的它們的運動有什么共同特色？

歸納：物體振動時有一中心地點，物體（或物體的一部分）在中心地點雙側(cè)做來去運動，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，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

議論：a．滑塊的運動是平動，能夠看作質(zhì)點

b．彈簧的質(zhì)量遠遠小于滑動的質(zhì)量，能夠忽視不計,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）彈簧振子為何會振動？

物體做機械振動時，必定遇到指向中心地點的力，這個力的作用總能使物體回到中心

地點，這個力叫答復力，答復力是依據(jù)力的成效命名的，對于彈簧振子，它是彈力。

答復力能夠是彈力，或其余的力，或幾個力的協(xié)力，或某個力的分力，在O點，答復力是零，

叫振動的均衡地點。

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（3）簡諧運動的特色

彈簧振子在振動過程中，答復力的大小和方向與振子偏離均衡地點的位移有直接關

系。在研究機械振動時，我們把偏離均衡地點的位移簡稱為位移。

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？

（相對均衡地點的位移）

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，紙帶挪動的距離與時間成正比，紙帶

拉動必定的距離對應振子振動必定的時間，所以紙帶的運動方向可

以代表時間軸的方向，紙帶運動的距離就能夠代表時間。

介紹這類記錄振動方法的實質(zhì)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

線讓學生思慮后回答：振動圖象在什么狀況下是正弦，什么狀況下是余弦？

指引學生回答：由開始計時的地點決定。

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地點，物體（或物體的一部分）在中心地點雙側(cè)做來去運動，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、教課協(xié)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

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八、課后反省

本節(jié)課主要讓學生領會機械振動和簡諧運動，從實驗中感覺簡諧運動究竟是一個什么樣

的運動，不論從形式上仍是圖像上。

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11、2簡諧運動的描繪

一、三維目標

知識與技術

1、知道簡諧運動的振幅、周期和頻次的含義

2、理解周期和頻次的關系

3、知道振動物體的固有周期和固有頻次，并正確理解與振幅沒關

過程與方法

經(jīng)過察看歸納出機械振動的特色，培育學生的歸納能力

感情態(tài)度與價值觀

經(jīng)過學生總結(jié)歸納，增強學生學習物理的信心和興趣

二、教課要點

振幅、周期和頻次的物理意義

三、教課難點

理解振動物體的固有周期和固有頻次與振幅沒關

四、教課過程

引入

上節(jié)課講了簡諧運動的現(xiàn)象和受力狀況。我們知道振子在答復力作用下，總以某一位

置為中心做來去運動。此刻我們察看彈簧振子的運動。將振子拉到均衡地點O的右邊，松手

后，振子在O點的雙側(cè)做來去運動。振子的運動能否擁有周期性？

在圓周運動中，物體的運動因為擁有周期性，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。為了描繪簡諧運動，也需要引入新的

物理量，即振幅、周期和頻次

進行新課

實驗演示：察看彈簧振子的運動，可知振子總在必定范圍內(nèi)運動，說明振子走開均衡

地點的距離在必定的數(shù)值范圍內(nèi)，這就是我們要學的第一個看法——振幅。

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1、振幅A：振動物體走開均衡地點的最大距離。我們要注意，振幅是振動物體走開均衡位

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、振動的周期和頻次

（1）、振動的周期T：做簡諧運動的物體達成一次全振動的時間

振動的頻次f：單位時間內(nèi)達成全振動的次數(shù)

（2）、周期的單位為秒（s）、頻次的單位為赫茲（Hz）

實驗演示：下邊我們察看兩個勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子，讓這兩個彈簧振子開始振動，

用秒表或許脈搏計時，比較一下這兩個振子的周期和頻次。演示實驗表示，周期越小的彈簧

振子，頻次就越大

（3）、周期和頻次的關系。二者的關系為：T=1/f或f=1/T

舉例來說，若周期T=0.2s，即達成一次全振動需要0.2s，那么1s內(nèi)達成全振動的次數(shù)，就是

1/0.2=5s-1.也就是說，1s鐘振動5次，即頻次為5Hz.

3、簡諧運動的周期或頻次與振幅沒關

實驗演示（指引學生注意聽）：敲一下音叉,聲音漸漸減弱,即振幅漸漸減小,但音調(diào)不發(fā)生變

化,即頻次不變

振子的周期(或頻次)由振動系統(tǒng)自己的性質(zhì)決定,稱為振子的固有周期或固有頻次

比如: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).搖動

著的秋千,雖搖動幅度發(fā)生變化,但頻次不發(fā)生變化.彈簧振子在實質(zhì)的振動中,會漸漸停

下來,但頻次是不變的.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次

穩(wěn)固練習:

A、B兩個完好相同的彈簧振子，把A振子移到A的均衡地點右邊10cm，把B振子移到B

的均衡地點右邊5cm，而后同時松手，那么：

A、B運動的方向老是相同的

A、B運動的方向老是相反的

A、B運動的方向有時相同、有時相反

沒法判斷A、B運動的方向的關系.

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五板書設計

11、2簡諧運動的描繪

一、振幅A：振動物體走開均衡地點的最大距離

二、振動的周期和頻次

振動的周期T：做簡諧運動的物體達成一次全振動的時間單位s

振動的頻次f：單位時間內(nèi)達成全振動的次數(shù)單位Hz

三、周期和頻次的關系

T=1/f或f=1/T

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手段彈簧振子音叉

八、課后反省

本節(jié)課波及的描繪簡諧運動的物理量有周期、頻次、振幅、位移，對于位移應要點

解說，不一樣于以前的所學的位移是偏離均衡地點的位移，初始地點必定是均衡地點，學生

易混雜。

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11、3簡諧運動的答復力和能量

一、三維目標

知識與技術

1、掌握簡諧運動的定義，認識簡諧運動的運動特色

2、掌握簡諧運動的動力學公式

3、認識簡諧運動的能量變化規(guī)律

過程與方法

指引學生經(jīng)過實驗察看，歸納簡諧運動的運動特色和簡諧運動的能量變化規(guī)律，培育歸納

總結(jié)能力

感情態(tài)度與價值觀

聯(lián)合舊知識進行剖析，推理而掌握新知識，以培育其察看和邏輯思想能力

二、教課要點

1、要點是簡諧運動的定義

2、難點是簡諧運動的動力學剖析和能量剖析

三、教課難點

簡諧運動中的答復力

四、教課過程

（一）引入新課

復習發(fā)問：1什么是機械振動？

2振子做什么運動？

平時生活中常常會碰到機械振動的狀況：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，但這些復雜的振動都是由簡單的振動的構成的，所以，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

發(fā)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？

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今日，我們?nèi)砸獜倪\動學（位移、速度、加快度）研究簡諧運動的運動性質(zhì)；從動力學（力

和運動的關系）研究簡諧運動的特色，再研究能量變化的狀況。

（二）新課教課

第二次演示豎直方向的彈簧振子

發(fā)問4：大家應明確察看什么？

學生：物體

發(fā)問5：上述四個物理量中，哪個比較簡單察看？（位移）

學生：位移

發(fā)問6：做簡諧運動的物體受的是恒力仍是變力？力的大小、方向如何變？

學生：變力

小結(jié)：簡諧運動的受力特色：答復力的大小與位移成正比，答復力的方向指向均衡位

置

發(fā)問7：簡諧運動能否是勻變速運動？

學生：不是

小結(jié)：簡諧運動是變速運動，但不是勻變速運動。加快度最大時，速度等于零；速度最

大時，加快度等于零。

發(fā)問8：從簡諧運動的運動特色，我們來看它在運動過程中能量如何變化？讓我們

再察看。

學生：動能先增添，后減小；勢能先減小后增大

發(fā)問9：振動前為何一定將振子先拉離均衡地點？

學生：外力對系統(tǒng)做功

發(fā)問10：在A點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？

發(fā)問11：在O點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？

發(fā)問12：在D點，振子的動能多大？系統(tǒng)有勢能嗎？

發(fā)問13：在B，C點，振子有動能嗎？系統(tǒng)有勢能嗎？

小結(jié)：簡諧運動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)變過程。

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五、板書設計

11、3簡諧運動的答復力和能量

一、答復力：答復力的大小與位移成正比，答復力的方向指向均衡地點

二、能量：簡諧運動過程是一個動能和勢能的相互轉(zhuǎn)變過程

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手彈簧振子，多媒體

八、課后反省

本節(jié)課主假如老師依據(jù)演示實驗讓學生察看，而后以發(fā)問的形式進行，有的物理量便于

察看，有的物理量就需要力學剖析，學生對力學掌握的不太扎實，力學的確也是高中物理的一個

難點，教師在此后教課中要著重這方面的剖析。

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11、4單擺

一、三維目標

知識與技術

1、知道什么是單擺

2、理解單擺振動的答復力根源及做簡諧運動的條件

3、知道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

察看演示實驗，歸納出影響周期的要素，培育由實驗現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力

感情態(tài)度與價值觀

經(jīng)過實驗增強學生學習物理的興趣和信心

二、教課要點

掌握好單擺的周期公式及其建立條件

三、教課難點

單擺答復力的剖析

四、教課過程

（－）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，遇到的答復力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。

今日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，思慮：什么是單擺？

答：一根細線上端固定，下端系著一個小球，假如懸掛小球的細線的伸長和質(zhì)量能夠忽視，

細線的長度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。

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物理上的單擺，是在一個固定的懸點下，用一根不行伸長的細繩，系住一個必定質(zhì)量的質(zhì)點，

在豎直平面內(nèi)搖動。所以，實質(zhì)的單擺要求繩索輕而長，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開釋，

單擺振動近似于鐘擺振動。擺球靜止時所處的地點就是單擺的均衡地點。

物體做機械振動，必定遇到答復力的作用，彈簧振子的答復力由彈簧

彈力供給，單擺相同做機械振動，思慮：單擺的答復力由誰來供給，如何

表示？

圖２

1、均衡地點當擺球靜止在均衡地點O點時，細線豎直下垂，擺

球所受重力G和懸線的拉力F均衡，O點就是擺球的均衡地點。

、答復力單擺的答復力θ，單擺的振動能否是簡諧運動呢？

2F回=G1=mgsin

單擺遇到的答復力θ，如圖：固然跟著單擺位移增大，θ也增大，可是答復

F回=mgsinXsin

力F的大小其實不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運動?？墒牵讦戎递^小的狀況下（一般

取θ≤10）°，在偏差同意的范圍內(nèi)能夠近似的以為sinθ=X/L，近似的有F=mgsinθ=(mg/L)x=k

x（k=mg/L）,又答復力的方向一直指向O點，與位移方向相反，知足簡諧運動的條件，即物

體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的答復力作用下的振動，F(xiàn)=-(mg/L)x=-k

x（k=mg/L）為簡諧運動。所以，當θ≤10時°，單擺振動是簡諧運動。

條件：擺角θ≤10°

位移大時，單擺的答復力大，位移小，答復力小，當單擺經(jīng)過均衡地點時，單擺的位移為0，

答復力也為0，思慮：此時，單擺所受的合外力能否為0？

單擺此時做的是圓周運動，做圓周運動的物體受向心力，單擺也不可以例外，也遇到向心力的

作用（指引學生思慮，單擺作圓周運動的向心力從何而來？）。在均衡地點，擺球受繩的拉力F

和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的協(xié)力充任向心力。

所以，單擺經(jīng)過均衡地點時，遇到的答復力為0，可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，請思慮：

單擺的周期受那些要素的影響呢？

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生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關。

單擺的周期能否和這些要素有關呢？下邊我們用實驗來證明我們的猜想

為了減小對實驗的擾亂，每次實驗中我們只改變一個物理量，這類研究問題的方法就是——控制

變量法。第一，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)量不一樣，擺長和振幅相同，單擺振動周期能否是相同。

演示1：將擺長相同，質(zhì)量不一樣的擺球拉到同一高度開釋。

現(xiàn)象：兩擺球搖動是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量沒關，不會受影響。

這個實驗主假如為研究屬于簡諧運動的單擺振動的周期，所以擺角不要超出10°。

接下來看一下振幅對周期的影響。

演示2：擺角小于10°的狀況下，把兩個擺球從不一樣高度開釋。（由一名學生來達成實驗考證，

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沒關。

方才做過的兩個演示實驗，證明了假如兩個擺擺長相等，單擺振動周期和擺球質(zhì)量、振幅無

關。假如擺長L不等，改變了這個條件會不會影響周期？

演示3：取擺長不一樣，兩個擺球從某一高度同時開釋，注意要θ≤10。（°由一名學生來達成實

驗考證，教師加以指導）

現(xiàn)象：兩擺振動不一樣步，并且擺長越長，振動就越慢。這說明單擺振動和擺長有關。

詳細有什么關系呢？荷蘭物理學惠更斯研究了單擺的振動，在大批靠譜的實驗基礎上，經(jīng)過

一系列的理論推導和證明獲?。簡螖[的周期和擺長l的平方根成正比，和重力加快度g的平方根

成反比

周期公式：

同時這個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運動的前提下，條件：擺角θ≤10°

由周期公式我們看到T與兩個要素有關，當g必定，T與成正比；當L必定，T與成

反比；L，g都必定，T就必定了，對應每一個單擺有一個固有周期T，

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五、板書設計

11、4單擺

一、均衡地點

二、答復力單擺的答復力θ

2F回=G1=mgsin

三、單擺的周期

與單擺的質(zhì)量、振幅沒關

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手兩個單擺（擺長相同，質(zhì)量不一樣）

八、課后反省

本節(jié)課主要講了單擺振動的規(guī)律，只有在θ<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，浪費了好多時間，能夠讓學生做好預習，

再進行實驗。

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5、外力作用下的振動

一、三維目標

知識與技術

1、知道阻尼振動和無阻尼振動，并能從能量的看法賜予說明

2、知道受迫振動的看法。知道受迫振動的頻次等于驅(qū)動力的頻次，而跟振動物體的固有頻次

沒關

3、理解共振的看法，知道常有的共振的應用和危害

過程與方法

學生經(jīng)過察看演示實驗，進一步理解自由振動、阻尼振動、受迫振動

感情態(tài)度與價值觀

經(jīng)過物理實驗增強學生學習物理的興趣

二、教課要點

受迫振動、共振

三、教課難點

受迫振動

四、教課過程

（一）復習發(fā)問

讓學生注意察看教師的演示實驗。教師把彈簧振子的振子向右挪動至B點，而后開釋，則振

子在彈性力作用下，在均衡地點鄰近連續(xù)地沿直線振動起來。重復兩次讓學生在黑板上畫出振動圖

象的表示圖（圖1中的Ⅰ）。

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再次演示上邊的振動，不過讓開端地點顯然地湊近均衡地點，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Ⅱ）。Ⅰ和Ⅱ應同頻、同相、振幅不一樣。

聯(lián)合圖象和振子運動與學生一同剖析能量的變化并引入新課

（二）新課教課

此刻以彈簧振子為例議論一下簡諧運動的能量問題。

問：振子從B向O運動過程中，它的能量是如何變化的？指引學生答出彈性勢能減少，動能

增添。

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？指引學生運用機械能守恒定律，得出在不計阻

力作用的狀況下，總機械能保持不變。

教師指出：將振子從B點開釋后在彈簧彈力（答復力）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)變?yōu)檎褡拥膭幽堋．敾氐骄獾攸cO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。

在任何一地點上，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

因為簡諧運動中總機械能守恒，所以簡諧運動中振幅不變。假如初始時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)所擁有的機械能越大。相應地，振子的振幅也就越

大，所以簡諧運動的振幅與能量相對應。

問：如何才能使受阻力的振動物體的振幅不變，而向來振動下去呢？指引學生答出，應不

停地向系統(tǒng)增補消耗的機械能，以使振動物體的振幅不變。

指出：這類振幅不變的振動叫等幅振動。

舉幾個等幅振動的例子，比如電鈴響的時候，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。它們的共同特色是，工作時振動物體不停地遇到周

期性變化外力的作用。

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這類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，比如內(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：受迫振動的頻次跟什么有關呢？

讓學生注意察看演示（圖3）。用不一樣的轉(zhuǎn)速勻速地轉(zhuǎn)動把手，能夠發(fā)現(xiàn)，開始振子的運動

狀況比較復雜，但達到穩(wěn)固后，振子的運動就比較穩(wěn)固，能夠顯然地察看到受迫振動的周期等于

驅(qū)動力的周期。這樣就能夠獲取物體做受迫振動的頻次等于驅(qū)動力的頻次，而跟振子的固有頻次

沒關。

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，此中A、B、G球的擺長相等。當使

A搖動起來后，A球的振動經(jīng)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)動力的頻次等于A擺的頻次。實驗發(fā)現(xiàn)，在A擺多次搖動后，各球都將以

A球的頻次振動起來，但振幅不一樣，固有頻次與驅(qū)動力頻次相等的B、G球的振幅最大，而頻次

與驅(qū)動力頻次相差最大的D、E球的振幅最小。

明確指出：驅(qū)動力的頻次跟物體的固有頻次相等時，振幅最大，這類現(xiàn)象叫共振。

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解說一下共振在技術上有其有益的一面，也存在不利的一面。聯(lián)合課本讓同學思慮，在生

活實質(zhì)中利用共振和防備共振的實例。

小結(jié)

1．振動物體都擁有能量，能量的大小與振幅有關，振幅越大，振動能量也越大；

2．當振動物體的能量漸漸減小時，振幅也跟著減小，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，受迫振動的頻次等于驅(qū)動力的頻次；

5．當驅(qū)動力的頻次等于物體的固有頻次時，受迫振動振幅最大的現(xiàn)象叫共振；共振在技術

上有其有益的一面，也存在不利的一面；有益的要盡量利用，不利的要盡量防備。

五、板書設計

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

振動物體的能量漸漸減小時，振幅也跟著減小，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

受迫振動的頻次等于驅(qū)動力的頻次

當驅(qū)動力的頻次等于物體的固有頻次時，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

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七、教課協(xié)助手

彈簧振子、受迫振動演示儀、擺的共振演示器

八、課后反省

本節(jié)課知識比較簡單，主要讓學生劃分幾種振動，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沒關等于驅(qū)動力的周期，學生不好理解需要教師多擺列一些生活中

的實例，并且做好演示實驗。對于共振因為與生活聯(lián)系密切，學生反而簡單接受。

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12.1波的形成和流傳

一、三維目標

知識與技術

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)中流傳，形成機械波”，知道波在流傳運動形式的同時也傳達了能

量

過程與方法

1、培育學生進行科學研究的能力

2、培育學生察看、剖析和歸納的能力

感情態(tài)度與價值觀

培育學生的空間想象能力和思想能力

二、教課要點

機械波的形成過程及流傳規(guī)律

三、教課難點

機械波的形成過程

四、教課過程

（－）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流傳

在這個簡單的例子中，我們接觸到一種寬泛存在的運動形式——顛簸，請同學們再舉出幾個有關

波的例子。

學生會列舉水波、聲波、無線電波、光波。教師啟迪，大家聽聞過地震嗎？學生會想到地震

波。

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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，此后還會學習電磁波的知識。

（二）進行新課

此刻學習第一節(jié)，波的形成和流傳

［演示］撥動水平懸掛的柔嫩長彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧流傳

［演示］敲擊音叉，聽到聲音，這是聲波在空氣中流傳（指明，固然眼睛看不到波形，但它

客觀存在，也是疏密相間的波形）

師生共同剖析，得出波產(chǎn)生的條件：①波源，②介質(zhì)

波是如何形成的呢？為何會有不一樣的波形？波流傳的是什么呢？（設置疑問，激發(fā)學生的研究欲

念）

實驗研究

發(fā)放“研究波的形成和流傳規(guī)律”的實驗報告，進行實驗研究并達成實驗報告。

實驗目的：研究波的形成原由和流傳規(guī)律

實驗（一）學生疏組實驗：每兩人一條絲帶（60cm左右），察看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

間的波向另一端流傳。

（2）、在絲帶上每隔大概2~3cm用墨水染上一個點，代表絲帶上的質(zhì)點。重復步驟（1）。

察看絲帶上的質(zhì)點挨次被帶動著振動起來，振動沿絲帶流傳開去，在絲帶上形成凹凸相間的波。

①思慮：絲帶的一端振動后，為何后邊的質(zhì)點能被帶動著運動起來？假如將絲帶剪斷，后

面的質(zhì)點還可以運動嗎？（質(zhì)點間存在力的作用，不可以0

②剖析：絲帶上凹凸相間的波形是如何產(chǎn)生的？(質(zhì)點振動的時間不一樣）

③察看絲帶上的質(zhì)點能否隨波向遠處遷徙？(不隨波遷徙）

實驗（二）察看顛簸演示器上凹凸相間的波：（因器械有限，能夠教師操作，指引學生注意

察看）

實驗步驟：

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（1）、逆時針轉(zhuǎn)搖動柄，演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線。（表示各質(zhì)點都處在均衡地點）

（2）、順時針轉(zhuǎn)搖動柄，各個質(zhì)點挨次振動起來。（注意察看各個質(zhì)點振動的先后次序）

現(xiàn)象：①后邊的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時辰遲些，從整體上看形成凹凸相間的波

②各質(zhì)點的振動沿豎直方向，波的流傳沿水平方向，質(zhì)點振動方向與波的流傳方向垂直

③質(zhì)點能否沿波的流傳方向遷徙？(不遷徙）

這類波叫做橫波，在橫波中突出的最高處叫做波峰，凹下的最低處叫做波谷

實驗（三）察看彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波實驗步驟：

（1）、撥動水平懸掛的柔嫩長彈簧一端，產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧流傳

（2）、在彈簧上某一地點系一根紅布條，代表彈簧上的質(zhì)點，重復步驟（1）①察

看:：紅布條能否隨波遷徙？（不遷徙）說了然什么？

②剖析：彈簧上疏密相間的波形是如何產(chǎn)生的？（類比絲帶上波產(chǎn)生的剖析方法，鍛煉學生

的知識遷徙能力）

實驗（四）察看顛簸演示器上疏密相間的波：

實驗步驟：

（1）、逆時針轉(zhuǎn)搖動柄，演示屏上的質(zhì)點排成一條水平線

（2）、順時針轉(zhuǎn)搖動柄，各個質(zhì)點挨次振動起來

現(xiàn)象：①后邊的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時辰遲些，從整體上看形成疏密相間的波②各質(zhì)

點的振動沿水平方向，波的流傳沿水平方向，質(zhì)點振動方向與波的流傳方向在一條直

線上

③質(zhì)點能否沿波的流傳方向遷徙？（不遷徙）

這類波叫做縱波，在縱波中最密處叫做密部，最疏處叫做疏部

剖析實驗得出結(jié)論：

①不論橫波仍是縱波，介質(zhì)中各個質(zhì)點發(fā)生振動其實不隨波遷徙

②波傳來前，各個質(zhì)點是靜止的，波傳來后開始振動，說明他們獲取了能量。這個能量是從

波源經(jīng)過前面的質(zhì)點傳來的。所以：波是傳達信息能量的一種方式。

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（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狀況嗎？為何？

2、本來是靜止的質(zhì)點，跟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)象表示質(zhì)點獲取了能量

B、質(zhì)點振動的能量是從波源傳來的

C、該質(zhì)點以前面的質(zhì)點獲取能量，同時也將振動的能量向后傳達

D、波是傳達能量的一種方式

E、假如振源停止振動，在介質(zhì)中流傳的波也立刻停止

F、介質(zhì)質(zhì)點做的是受迫振動

五、板書設計

12.1波的形成和流傳

一、機械波

機械振動在介質(zhì)中的流傳，形成機械波

二、機械波的分類

橫波、縱波

三、波流傳的是振動形式，是振動的能量

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手絲帶、顛簸演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉

八、課后反省

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，教師要經(jīng)過分組實驗

和演示實驗加深學生們的印象。

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12.2波的圖象

一、三維目標

知識與技術

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、知道什么是波的圖象，能在簡諧波的圖象中讀出質(zhì)點振動的振幅

3、依據(jù)某一時辰的波的圖象和波的流傳方向，能畫出下一時辰和前一時辰的波的圖象，并

能指出圖象中各個質(zhì)點在該時辰的振動方向。

4、認識波的圖象的物理意義，能差異簡諧波與簡諧運動二者的圖象

過程與方法

能夠利用波的圖象解決實質(zhì)問題

感情態(tài)度與價值觀

培育學生從圖像直接獲守信息并進行深加工的能力

二、教課要點

波的圖象的物理意義

三、教課難點

波的圖象與振動圖像的差異

四、教課過程

（一）引入新課

經(jīng)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流傳過程

我們還清楚，圖象是描繪物理過程、物理現(xiàn)象和反應物理規(guī)律的一種簡單、直觀的方法，如

物體的運動圖象、簡諧運動的圖象等。相同，波的運動狀況及流傳過程也能夠用圖象直觀的表示

出來，這就是波的圖象。

（二）進行新課

一、波的圖象

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振動質(zhì)點在某一時辰的地點連成的一條曲線，叫波的圖象

這就是質(zhì)點振動方向和波的流傳方向之間的關系問題

二、振動方向和波的流傳方向的關系

【例題1】一列橫波在某一時辰的波形圖如圖10-1所示。若此時辰質(zhì)點a的振動方向向下，則波向

什么方向流傳？

剖析：取和a相鄰的兩個點b、c。若a點此時辰向下振動，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。所以，波是向左流傳的。

三、波的圖象變化狀況

確立波的圖象變化的狀況有兩種方法：一是描點作圖法，二是圖象平移作圖法。

1、描點作圖法

【例題2】某一簡諧波在t=0時辰的波形圖如圖10-2中的實線所示。若波向右流傳，畫出

T/4后和T/4前兩個時辰的波的圖象。

剖析：依據(jù)t=o時辰波的圖象及流傳方向，可知此時辰A、B、C、D、E、F各質(zhì)點在該時

刻的振動方向，由各個質(zhì)點的振動方向可確立出經(jīng)T/4后各個質(zhì)點所在的地點，將這些點所在位

置用光滑曲線連結(jié)起來，即可獲取經(jīng)T/4后時辰的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。

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若波向左流傳，相同道理能夠畫出從t=o時辰開始的T/4后和T/4前兩個時辰的波的圖象。

下邊請同學們在練習本上畫出波向左流傳，從t=0時辰開始的T/4后和T/4前兩個時辰的波

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，能夠完好相同，但

兩種圖象有著實質(zhì)的差異。

四、波的圖象與振動圖象的差異

1、兩種圖象橫、縱坐標的意義不一樣。

波的圖象橫坐標x表示在波的流傳方向上各個質(zhì)點的均衡地點，振動圖象橫坐標t表示該質(zhì)

點振動的時間。

2、兩種圖象描繪的對象不一樣

波的圖象描繪的是某一時辰各個質(zhì)點偏離均衡地點的位移，振動圖象描繪的是某一質(zhì)點在不

同時辰偏離均衡地點的位移。

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一樣。

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)流傳的距離，

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）穩(wěn)固練習

1、一列橫波在某一時辰的波形如圖10-4所示，若質(zhì)點O此時向上運動，則波的流傳方向？

若波向左流傳，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時辰的波形圖。若波向左流傳，用“描點法”作出3T/4

前時辰的波形圖。

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五、板書設計

12.2波的圖象

一、波的圖象

振動質(zhì)點在某一時辰的地點連成的一條曲線，叫波的圖象

二、振動方向和波的流傳方向的關系

質(zhì)點振動法、上下坡法

三、波的圖象變化狀況

質(zhì)點振動法和波的平移

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手顛簸演示儀

八、課后反省

振動圖像和顛簸圖像學生易混雜，從不一樣的圖像中學生能捕捉不一樣的信息，

教師要增強這方面的訓練。

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12.3波長、頻次和波速

一、三維目標

知識與技術

1、知道什么是波的波長，能在波的圖象中求出波長

2、知道什么是波流傳的周期（頻次），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要素，并知道其在波的流傳過程中的特色

4、理解波長、周期（頻次）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

計算和剖析實質(zhì)問題

過程與方法

學會應用波長、周期（頻次）和波速的關系剖析解決實質(zhì)問題的方法

感情態(tài)度與價值觀

培育學生用聯(lián)系的看法解決物理問題

二、教課要點

理解波長、周期（頻次）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

算和剖析實質(zhì)問題

三、教課難點

波的多解問題

四、教課過程

（一）引入新課

在物理中，一些物理現(xiàn)象、過程、規(guī)律等，都需要用物理量進行描繪，相同，機械波及其流

傳過程，也需要一些物理量進行描繪。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

們來學習和研究描繪波的幾個物理量，即波長、頻次和波速（二）進行新課

一、波長（λ）

在教材中能夠看出，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達成

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一次全振動，因此這兩個質(zhì)點的振動步伐完好一致。也就是說，至兩個質(zhì)點在振動中的任何時辰，

對均衡地點的位移大小和方向老是相等的。我們就把這樣兩個質(zhì)點之間的距離叫做波長。

1、在顛簸中，對均衡地點的位移老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，我們還需要聯(lián)合波的圖象，進一步加深理解

2、幾點說明

要理解“位移總相等”的含義。這里要求的是時時辰刻都相等。如圖10-10所示，如E、F

兩點在圖示的時辰位移是相等的，但過一段時間后，位移就不必定相等，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“時時辰刻都相等”

從波的圖象中不難看出，位移總相等的兩個質(zhì)點，其速度也老是相等的

（2）位移總相等的兩個質(zhì)點，其速度也老是相等的

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。

聯(lián)合圖10-10，我們能夠看到，相距λ/2的兩個質(zhì)點振動老是相反的。從而能夠總結(jié)出這樣的結(jié)

論：相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點振動步伐老是相同的；相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點振動步伐老是相反的。

為了描繪波的流傳過程，還需要引入物理量——周期和頻次

二、周期（T）、頻次（f）

波源質(zhì)點振動的周期（或頻次）也就是波流傳的周期（頻次）

1、波源質(zhì)點振動的周期（或頻次）就是波的周期（或頻次）

對于波的周期（或頻次）我們也需要理解幾個問題

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2、幾點說明

因為波的周期（或頻次）就是波源質(zhì)點振動周期（或頻次）,所以波的周期（或頻次）應由

波源決定，與流傳波的介質(zhì)沒關。

（1）、同一種波在同一種介質(zhì)中流傳時周期（或頻次）保持不變

（2）、每經(jīng)過一個周期的時間波就沿流傳方向流傳一個波長的距離

（3）、每經(jīng)歷一個周期，原有的波形圖不改變

三、波速（v）

波速的含義和物體運動速度的含義是相同的，波速描繪的是振動在介質(zhì)中流傳的快慢程度

1、單位時間內(nèi)振動所流傳的距離叫做波速。即v=s/t

2、幾點說明

同一振動在不一樣介質(zhì)中流傳的快慢程度是不一樣的，也就是說，同一列波在不一樣介質(zhì)中流傳的

速度不一樣。由此我們還可以夠想到，在同一平均介質(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，同一列波在不一樣介質(zhì)中流傳速度不一樣

（2）一列波在同一平均介質(zhì)中是勻速流傳的，即s=vt.

波速和質(zhì)點振動的速度有著完好不一樣的含義，前者在同種平均介質(zhì)中擁有某必定值，后者的

大小和方向都是隨時間改變的。

（3）要劃分波速與質(zhì)點振動速度的含義

由波長、周期、（或頻次）和波速的定義，我們能夠看到三者有著必定的聯(lián)系

四、波長、周期（或頻次）和波速的關系

在顛簸中，每經(jīng)過一個周期T，振動在介質(zhì)中流傳的距離等于一個波長λ。由此我們能夠找

到λ、T（或f）和v三者之間的關系。

1、v=λ/T

因為周期T和頻次f互為倒數(shù)（即f=1/T），所以v、λ與f還應有以下對應關系

2、v=λf

由上式我們還可以夠這樣理解波速這個物理量，波速等于波長和頻次的乘積，這個關系固然是

從機械波獲取的，可是它對于我們此后要學習的電磁波、光波也是合用的。

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對于式v=λ/T或v=λf，我們不只要理解，還要能應用他們解決實質(zhì)問題。為了加深對以

上兩式的理解和提升應用以上兩式剖析問題和解決問題的能力。五、板書設計

12.3波長、頻次和波速

一、波長（λ）

在顛簸中，對均衡地點的位移老是相等的兩個相鄰質(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）、頻次（f）

波源質(zhì)點振動的周期（或頻次）就是波的周期（或頻次）

三、波速（v）

單位時間內(nèi)振動所流傳的距離叫做波速。即v=s/t

四、波長、周期（或頻次）和波速的關系

1、v=λ/T

2、v=λf

六、課后作業(yè)優(yōu)化方案

七、教課協(xié)助手多媒體smart

八、課后反省

本節(jié)課學生感覺難度加大，第一三個物理量是由誰決定的學生有些雜亂，需要進

一步增強，其次波的多解性問題也是學生需要掌握的難點，學生需要頻頻練習。

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12．4波的衍射和干預

一、三維目標

知識與技術

1、知道什么是波的衍射現(xiàn)象

2、知道波發(fā)生顯然衍射現(xiàn)象的條件

3、知道波的疊加原理

4、知道什么是波的干預現(xiàn)象和干預圖樣

5、知道干預現(xiàn)象和衍射現(xiàn)象是波所獨有的現(xiàn)象

過程與方法

能夠利用波的實驗解決實質(zhì)問題

感情態(tài)度與價值觀

培育學生擅長察看、擅長總結(jié)的能力

二、教課要點

波發(fā)生顯然衍射現(xiàn)象的條件

波發(fā)生干射現(xiàn)象的條件

三、教課難點

波的疊加原理

四、教課過程

（一）引入新課

大家都熟習“聞其聲不見其人”的物理現(xiàn)象，這是什么原由呢？經(jīng)過這節(jié)課的學習，我們就

會知道，本來波碰到狹縫、小孔或較小的阻礙物時會產(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

波在向前流傳碰到阻礙物時，會發(fā)生波線曲折，偏離本來的直線方向而繞到阻礙物的背后繼

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續(xù)轉(zhuǎn)播，這類現(xiàn)象就叫做波的衍射。

1、波的衍射：波能夠繞過阻礙物連續(xù)流傳，這類現(xiàn)象叫做波的衍射。

大家想想，你見過的哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？

答：在水塘里，細風激起的水波碰到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)拿煨〉淖璧K物，會繞過它們

連續(xù)流傳

下邊我們用水波槽和小擋板來做實驗，請大家仔細察看

現(xiàn)象：水波繞過小擋板連續(xù)流傳

將小擋板換成長擋板，從頭做實驗

現(xiàn)想：水波不可以繞到長擋板的背后流傳

這個現(xiàn)象說明發(fā)生衍生的條件與阻礙物的大小有關

下邊經(jīng)過實驗研究發(fā)生顯然衍射現(xiàn)象的條件

【演示】在水波槽里放兩快小擋板，中間留一狹縫，察看波源發(fā)出的水波經(jīng)過窄縫后如何傳

播。

（1）保持水波的波長不變，該變窄縫的寬度（由窄到寬），察看波的流傳狀況有什么變化,

察看到的現(xiàn)象：

在窄縫的寬度跟波長相差不多的狀況下，發(fā)生顯然的衍射現(xiàn)象,水波繞到擋板后邊連續(xù)流傳

在窄縫的寬度比波長大得多的狀況下，波在擋板后邊的流傳就好像光芒沿直線流傳相同，在

擋板后邊留下了“暗影區(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。

能夠看到：在窄縫不變的狀況下，波長越長，衍射現(xiàn)象越顯然。

將課本圖12.4-2中的甲、乙、丙一同投影在屏幕上，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。

經(jīng)過對照能夠看出：窄縫寬度跟波長相差不多時，有顯然的衍射現(xiàn)象。

窄縫寬度比波長大得多時，衍射現(xiàn)象越不顯然。

窄縫寬度與波長對比特別大時，水波將直線流傳，察看不到衍射現(xiàn)象。

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高中物理選修3-4全套教課設計(人教版).(DOC)

2、發(fā)生顯然衍射現(xiàn)象的條件

只有縫、孔的寬度或阻礙物的尺寸跟波長相差不多，或許比波長更小時，才能察看到顯然的

衍射現(xiàn)象。

全部波都能發(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)出的一列波的流傳特征。