高中物理选修3-4教案人教版
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高中物理第十一章4 单摆教材梳理教案新人教版选修3-4编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中物理第十一章4 单摆教材梳理教案新人教版选修3-4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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单摆疱丁巧解牛知识·巧学一、单摆的回复力1。
单摆用一根不可伸长且不计质量的细线,悬挂一直径可忽略的小球所组成的装置,叫做单摆。
要点提示单摆是实际摆的理想化模型.2.实际摆看作单摆的条件(1)摆线的形变量与摆线长度相比小得多,悬线的质量与摆球质量相比小得多,这时可把摆线看成是不可伸长,且没有质量的细线。
(2)摆球的直径与摆线长度相比小得多,这时可把摆球看成是没有大小只有质量的质点.学法一得某一物理量是否可以略去不计,是相对而言的,为了满足上述条件应尽量减小空气阻力对它的影响,我们组成单摆的摆球应选择质量大而体积小的球,线应选择尽量细而轻且弹性小的线.3。
单摆的回复力(1)单摆的回复力是重力沿圆弧切向的分力F=mgsinθ提供的。
(2)单摆在摆角很小时做简谐运动。
如图11-4—1所示,摆球受重力mg和绳子拉力F′两个力作用,将重力按切线方向、径向正交分解,则绳子的拉力F′与重力的径向分量的合力提供了摆球做圆周运动所需的向心力,而重力的切向分力F提供了摆球振动所需的回复力F=mgsinθ。
图11-4—1设单摆的摆长为l ,在最大偏角θ很小的条件下,摆球对O 点的位移x 的大小,与θ角所对的弧长,θ角所对的弦长都近似相等,即x==OP.若摆角θ用弧度表示,则由数学关系知:sinθ=l OP ≈lx所以重力沿切向分力F=mgsinθ≈mg lx令k=lmg,则F=kx因为F 的方向可认为与x 方向相反,则F 回=-kx 由此可见单摆在摆角很小条件下的振动为简谐运动.误区警示 单摆振动的回复力是重力在切线方向的分力,或者说是摆球所受合外力在切线方向的分力。
课时13.5光的衍射1.观察光的衍射现象,知道什么是光的衍射及产生明显衍射现象的条件。
2.能用衍射知识对生活中的现象进行分析和解释。
3.初步了解衍射光栅。
重点难点:衍射实验现象的观察以及产生明显衍射现象的条件和衍射条纹与干涉条纹的区别。
教学建议:光的衍射进一步证明了光具有波动性。
教学中,要让学生思考一般情况下不容易观察到光的衍射现象的原因,而后再观察衍射实验,来说明衍射现象以及发生衍射现象的条件。
教学过程中,可以通过复习机械波衍射的知识,来加深对光的衍射的理解。
还可以借助多媒体技术把衍射现象展示给学生,引发学生的兴趣和思考。
导入新课:蜡烛照到可调节孔大小的挡板上,当孔较大时光沿直线传播,在光屏上形成类似孔的亮斑;当孔变得较小时,则屏上形成烛焰的像;当孔再变小时,在屏上形成比孔大许多的模糊区域,这是为什么呢?你能解释吗?1.光的衍射(1)衍射现象:用单色平行光照射狭缝,当缝比较宽时,光沿着①直线通过狭缝,在狭缝后光屏上产生一条与缝宽②相当的亮条纹;当将缝调到很窄时,尽管亮条纹的③亮度有所降低,但是④宽度反而增大了,这表明光经过较窄的单缝时,并没有沿⑤直线传播,而是绕过了单缝的边缘传播到了更宽的空间,这就是光的衍射现象。
(2)常见的几种衍射:⑥单缝衍射、⑦圆孔衍射和泊松亮斑(圆屏衍射)。
(3)产生明显衍射的条件:障碍物、孔或狭缝的尺寸与光的波长⑧差不多,或比光的波长⑨小。
2.衍射光栅(1)定义:由许多⑩等宽的狭缝等距离地排列起来形成的光学元件叫衍射光栅。
(2)原理:增加狭缝的个数,衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
(3)分类:衍射光栅通常分为透射光栅和反射光栅两种。
1.光的衍射是不是说明光不能沿直线传播?解答:光的衍射与直线传播是在不同条件下的表现,都是正确的。
2.光的衍射能证明光的哪种学说是正确的?解答:波动说。
3.衍射现象中,如果增加狭缝的个数有什么现象?解答:衍射条纹的宽度将变窄,亮度将增加。
《简谐运动》教学设计【教材分析】本节是人教版选修3-4第十一章《机械振动》第一节《简谐运动》。
机械振动是较复杂的机械运动,振动的知识在实际生活中有很多应用(如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等),可以使学生联系实际,扩大知识面;同时,也是以后学习波动知识的基础。
因此,学好此章内容,具有承上启下的作用。
《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节,是全章的基础。
本节课首先通过学生身边和生活中实际的例子引出振动的概念;而后从简单到复杂、从特殊到一般的思路,从运动学的角度认识弹簧振子,通过手机拍摄频闪照片的方法得出弹簧振子的图象;再通过分析揭示出弹簧振子的位移-时间图象是正弦式曲线,然后从其运动学特征给出了简谐运动的定义,并进一步引导学生认识简谐运动是一种较前面所学的直线运动、曲线运动更复杂的机械运动;最后回归生活和应用举例,使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。
【学情分析】现阶段高二的学生已具有运动学和动力学的基本知识,对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识,但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体运动还是第一次遇到,对这种运动模式的运动形式没有抽象认识;很难对较为复杂的运动有清晰的认识。
为此,如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。
心理学研究表明,在学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共同参与学习过程,则学习效率将得到极大的提高;而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信息资源提供”。
为此在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受,创设学习的良好情景;再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运动规律,然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。
由此培养学生的观察能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力,使学生的学习过程变得轻松而高效,并且同步培养学生自主学习的能力,为学生的可持续发展提供必要的训练。
课时12.6惠更斯原理1.知道什么是波面和波线,了解惠更斯原理。
2.认识波的反射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
3.认识波的折射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
重点难点:波面、波线的概念和惠更斯原理。
以及用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释。
教学建议:本节在已学过的光的反射、折射及回声等知识的基础上,进一步加深对波的特性的理解。
要理解波面、波线等概念及惠更斯原理,并能用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释。
由于这些概念比较抽象,应通过实验演示和日常生活经验来辅助教学。
波的反射和折射是常见的现象,从对现象的研究中概括出规律,再用来解释现象和指导实践,使学生提高学习的兴趣,感受知识的力量。
导入新课:北京天坛的回音壁为圆形,直径为61.5米,周长为193.2米,是用磨砖对缝砌成的,墙面极其光滑整齐。
两个人分东、西方向贴墙而立,一个人靠墙向北说话,无论说话声音多小,也可以使另一人听得清清楚楚,而且声音悠长,堪称奇趣,给人造成一种“天人感应”的神秘气氛。
为什么声音能够传播这么远呢?1.波面和波线任何振动状态①相同的点都组成一个个圆,这些圆叫作②波面,与波面垂直的线代表了波的③传播方向,叫作④波线。
2.惠更斯原理(1)内容:介质中任一波面上的各点,都可以看作可以发射⑤子波的波源,其后任意时刻,这些⑥子波在波前进方向的⑦包络面就是新的波面。
这就是惠更斯原理。
(2)应用:如果知道某时刻一列波的某个⑧波面的位置,还知道⑨波速,利用惠更斯原理可以得到下一时刻这个⑩波面的位置,从而确定波的传播方向。
还可以利用惠更斯原理说明平面波的传播,解释波的衍射。
(3)局限性:惠更斯原理只能解释波的传播方向,不能解释波的强度,所以无法说明衍射现象与狭缝或障碍物的大小的关系。
3.波的反射和折射(1)回声是声波的反射,利用惠更斯原理可以确定反射波的传播方向。
(2)波从一种介质进入另一种介质后传播方向发生偏折的现象叫作波的折射。
第十一章机械振动选修3-411.3简谐运动的回复力与能量【学习目标】1.掌握物体做简谐运动时回复力的特点,据此可判断物体是否做简谐运动。
2.理解回复力的含义。
3.知道简谐运动中的能量相互转化及转化的过程中机械能是守恒的。
重点:简谐运动时回复力的特点及描述简谐运动的歌物理量的变化规律难点:简谐运动的动力学分析及能量分析【自主预习】1.简谐运动的回复力(1)定义:使振动物体回到平衡位置的力(2)效果:把物体拉回到平衡位置.(3)方向:总是指向.(4)表达式:F=-kx.即回复力与物体的位移大小成,“-”表明同复力与位移方向始终,k 是一个常数,由简谐运动系统决定.(5)简谐运动的动力学定义:如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成,并且总是指向,质点的运动就是简谐运动.2.简谐运动的能量(1)振动系统的状态与能量的关系:一般指振动系统的机械能.振动的过程就是动能和势能互相转化的过程.①在最大位移处,最大,为零;②在平衡位置处,最大,最小;③在简谐运动中,振动系统的机械能 (选填“守恒”或“减小”),因此简谐运动是一种理想化的模型.(2)决定能量大小的因素振动系统的机械能跟有关.越大,机械能就越大,振动越强.对于一个确定的简谐运动是 (选填“等幅”或“减幅”)振动.[关键一点] 实际的运动都有一定的能量损耗,因此实际的运动振幅逐渐减小,简谐运动是一种理想化的模型.【典型例题】一、对简谐运动的理解【例1】.一质量为m的小球,通过一根轻质弹簧悬挂在天花板上,如图11-3-2所示。
(1)小球在振动过程中的回复力实际上是________;(2)该小球的振动________(填“是”或“否”)为简谐运动;(3)在振子向平衡位置运动的过程中( )A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小二、简谐运动的对称性【例2】如图11-3-5所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长。
薄膜干涉教学目的:1.通过对肥皂液薄膜干涉实验的分析使学生理解薄膜干涉的原理。
并对光的干涉现象加深认识;2. 通过举例使学生了解薄膜干涉在科学技术中的一些应用3.会用薄膜干涉的知识解设一些常见的现象。
教学重点:薄膜干涉的原理教学难点:薄膜干涉应用实验用具和教具:酒精灯、铁丝圈、肥皂水教学设计:复习回顾:提问1:两束光产生干涉的条件是什么?答:频率相同的相干光源提问2:路程差满足怎样条件的区域出现亮条纹?满足怎样条件的区域出现暗条纹?答:两束光干涉,在空间互相叠加,所以出现了亮暗相间的条纹。
提问3:红光和蓝光相比较,干涉条纹间距有何不同? 答:红光的条纹间距大。
λdl x =∆ 提问4:白光的干涉条纹为什么是彩色的?答:由于白光内各种单色光的干涉条纹间距不同,在屏上会出现彩色条纹。
新课教学:一、薄膜干涉的实验及原理做实验,学生观察实验:酒精灯里的酒精中溶解一些氯化钠,灯焰就能发出明亮的黄光。
把铁丝圈在肥皂水中蘸一下,让它挂上一层薄薄的液膜,用酒精灯的黄光照射液摸;实验现象:液膜反射的光使我们看到灯焰的像,像上有亮暗相间的条纹,这是光的干涉产生的。
提问:它是怎样产生的?分析产生干涉的原理分析:竖直放置的肥皂薄膜,由于受到重力的作用,形成了上薄下厚的楔形,酒精灯火焰照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别发射出来,形成两了波,这两列光波的频率相同,所以能够发生干涉。
在薄膜的某些地方,两列波反射回来时恰是波峰和波峰叠加、波谷和波谷叠加,使光波的振动加强,形成黄色的亮条纹;在另外一些地方,两列波的波峰和波谷叠加,使光波的振动互相抵消,形成暗条纹。
(我们虽然不能明显观察到上薄下厚,但是这样微小的厚度之差与光的波长相比还是相当大的。
)定量分析:在薄膜上不同的地方,来自前后两个面的发射光如图所示,所走的路程差不同,后膜反射光的路程与前膜反射光路之差正好为入射处膜厚度的2倍,对于不同的入射处膜厚度不同,某处膜厚度的2倍正好为波长整数倍时,该处两列光波叠加后互相加强,出现明条纹,若正好半个波长的奇数倍,互相叠加后减弱则为暗条纹。
姓名,年级:时间:第3节简谐运动的回复力和能量1。
如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动.2.回复力是指将振动物体拉回到平衡位置的力,其方向总是指向平衡位置。
3.在简谐运动中,振动系统的机械能守恒,振幅越大,机械能就越大。
4.简谐运动中,在平衡位置处动能最大,势能最小,最大位移处动能为0,势能最大。
一、简谐运动的回复力1.简谐运动如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动。
2.回复力使振动物体回到平衡位置的力。
3.回复力的方向总是指向平衡位置.4.回复力的表达式F=-kx。
即回复力与物体的位移大小成正比,“-”号表明回复力与位移方向始终相反,k是一个常数,由简谐运动系统决定。
二、简谐运动的能量1.振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系:弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程.(1)在最大位移处,势能最大,动能为零.(2)在平衡位置处,动能最大,势能最小.2.简谐运动的能量特点:在简谐运动中,振动系统的机械能守恒,而在实际运动中都有一定的能量损耗,因此简谐运动是一种理想化的模型.1.自主思考——判一判(1)回复力的方向总是与位移的方向相反.(√)(2)回复力的方向总是与速度的方向相反。
(×)(3)回复力的方向总是与加速度的方向相反。
(×)(4)水平弹簧振子运动到平衡位置时,回复力为零,因此能量一定为零。
(×)(5)回复力的大小与速度大小无关,速度增大时,回复力可能增大,也可能减小。
(×)2.合作探究—-议一议(1)简谐运动的回复力F=-kx中,k一定是弹簧的劲度系数吗?提示:不一定。
k是一个常数,由简谐运动系统决定。
对于一个特定的简谐运动系统来说k 是不变的,但这个系统不一定是弹簧振子,k也就不一定是劲度系数。
(2)在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的位置有几个?动能最大的位置有几个?提示:在弹簧振子的运动过程中,弹性势能最大的位置有两个,分别对应于振子运动的最左端和最右端。
课时13.8激光1.知道激光与自然光的区别。
2.了解激光的特点及其应用。
3.知道全息照相的原理,体验现代科技的神奇,培养对科学的兴趣。
重点难点:激光的特性和实际应用,激光和自然光的区别,全息照相的原理。
教学建议:本节主要讲解激光的特点及其应用,以及全息照相技术。
只要求学生对激光有所了解,知道激光和自然光的区别,但不给激光下定义,更不讲激光产生的机理。
关于全息照相的原理,要理解相位差是形成立体图像的根本原因。
导入新课:激光最初的中文名叫作“镭射”“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。
意思是“通过受激辐射光扩大”。
激光应用很广泛,你知道有哪些应用吗?1.自然光与激光(1)光是从物质的①原子中发射出来的。
原子获得能量后处于②不稳定状态 ,它会以光的形式把能量发射出去。
普通的光源原子在什么时刻发光、在哪个方向偏振,完全是③随机(填“一定”或“随机”)的,所以两个独立的普通光源发出的光是④非相干光(填“相干光”或“非相干光”)。
(2)激光是一种通过人工方法获得的一种频率⑤相同、相位差⑥恒定、偏振方向⑦一致的光,所以激光是一种相干光。
2.激光的特点(1)相干性:激光是相干光,所以它能像无线电波那样被⑧调制,用来传递信息。
(2)平行度:激光的平行度好,能传播相当远的距离,可以用于精确的⑨测距。
(3)亮度:激光的亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中⑩很大的能量,可以用于切割、焊接以及在坚硬材料上打孔等。
3.全息照相(1)普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息,而全息照相技术还可以记录光波的相位信息。
(2)拍摄全息照片时将同一束激光分为两部分,一部分直接照射到底片上(称为参考光),另一部分通过被拍摄物反射后再到底片上(称为物光),参考光和物光在底片上相遇时发生干涉,形成复杂的干涉条纹。
6 惠更斯原理-人教版选修3-4教案一、教学目标1.理解惠更斯原理的含义和基本假设;2.掌握通过惠更斯原理解决光的传播问题的方法;3.培养学生理解和分析物理现象以及解决实际问题的能力。
二、教学重点1.惠更斯原理的含义和基本假设;2.通过惠更斯原理解决光的传播问题的方法。
三、教学难点1.通过惠更斯原理解决实际问题的方法;2.帮助学生理解和分析物理现象的能力。
四、教学媒体1.电子白板;2.演示器。
五、教学过程1. 导入(5分钟)在学生熟悉的情况下,问学生在光学中,如何描述光线的传播方式。
2. 讲解(25分钟)1.介绍惠更斯原理的基本假设;2.解释惠更斯原理的含义,包括二次波源、波前和波面;3.通过惠更斯原理解决光的传播问题的方法,包括波前的推进和衍射现象的解释;4.案例分析,通过实际例子说明如何运用惠更斯原理解决问题。
3. 实验和讨论(30分钟)教师组织学生分组实验,使用显微镜、凸透镜等器材进行实验,对光的传播问题进行实际操作,并进行讨论和总结。
4. 作业布置(5分钟)1.系统地复习所学知识;2.解决并分析一些相关实际问题。
六、板书设计1.惠更斯原理的基本假设;2.惠更斯原理的含义;3.惠更斯原理的应用;4.相关实例。
七、教学反思本节课程主要讲解了惠更斯原理的基本假设、含义和应用。
通过案例和实验,学生更加深入地理解了惠更斯原理在解决光的传播问题中的应用,并提高了解决实际问题的能力。
在教学中,教师应该注重培养学生的思维能力,在实验和讨论环节,应该积极引导学生合理分析和总结实验结果,并深入探讨相关物理现象及其应用,提高学生的理论水平和动手能力。
波的形成和传播示范教案教学目标(一)知识目标1、知道直线上机械波的形成过程.2、知道什么是横波,知道波峰和波谷;知道什么是纵波,知道疏部和密部.3、知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波".知道波在传播运动形成的同时也传递了能量.4、通过学习使学生能明白用语言交流是利用声波传递信息等生活中的机械波.(二)能力目标培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神.教学建议本节重点是理解形成机械波的物理过程;学习中掌握振动质点的运动只在平衡位置附近振动,并不随波迁移。
知道横波和纵波的区别是波形不同,横波有波峰、波谷,而纵波有疏部和密部.认真分析下列问题:1、机械波能离开媒质向外传播吗?(解答)不能.机械波一定要依赖媒质才能传播,若没有媒质,相邻质点间的相互作用就不能发生,前一个质点就不能带动后一质点振动,所以振动形式无法传播出去.2、日常生活中,发现球掉入池塘里,能否通过往池塘丢人石块,借助石块激起的水波把球冲到岸边呢?(解答)不能.向水中投入石块,水面受到石块的撞击开始振动,形成水波向四周传去.这是表面现象,实际上水波向四周传播而水只是上下振动并不向外迁移,所以球也仅仅是上下振动而不会向岸边运动.教学重点机械波的形成过程及描述教学难点机械波的形成过程及描述教学用具1、演示绳波的形成的长绳;并用课件展示。
2、横波、纵波演示仪;并用课件展示。
3、用幻灯展示机械波。
教学步骤引入新课我们已学习过机械振动,它是描述单个质点的运动形式,这一节课我们来学习由大量质点构成的弹性媒质整体的一种运动形式——机械波。
1、机械波的产生条件演示——水波:教师用幻灯机做实验:使平静的水面振动,会看到水面上一圈圈起伏不平的波纹逐渐向四周传播出去,形成水波。
演示——绳波:用手握住绳子的一端上下抖动,就会看到凸凹相间的波向绳的另一端传播出去,形成绳波。
以上两种波都可以叫做机械波。
教师提问:水波离开水能看到上面的现象吗?绳波离开绳行吗?学生回答:不行。
第4节波的衍射和干涉一、波的衍射1.定义:波绕过障碍物继续传播的现象。
2.两种衍射现象(1)在水波槽中,在波源的前方放一个障碍物,使波源振动产生水波。
当障碍物较大时波被阻挡,在靠近障碍物后面没有波,只是在障碍物较远处,波才稍微有些绕到“影子”区域里,如图12-4-1甲所示,虽然发生衍射现象,但不明显。
图12-4-1当障碍物较小时发现波能绕过障碍物继续前进,如同障碍物不存在一样,如图乙所示,衍射现象明显。
(2)在水波槽中,在波源前方放一个有孔的屏,使波源振动产生水波。
当孔较大时发现水波经过孔后在连接波源与孔的两边的两条直线所限制的区域里传播,如图丙所示。
当孔较小时发现孔后的整个区域里传播着以孔为中心的圆形波,如图丁所示,衍射现象明显。
3.发生明显衍射现象的条件只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或者比波长更小时,才能观察到明显的衍射现象。
二、波的叠加1.波的叠加原理1.波绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。
2.发生明显衍射的条件:缝孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多,或者比波长小。
3.波的干涉是指频率相同的两列波叠加,使某些区域的振幅加大,某些区域的振幅减小。
几列波相遇时能够保持各自的运动状态,继续传播,在它们重叠的区域里,介质中的质点同时参与这几列波引起的振动,质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和。
图12-4-2表示了分别向右、向左传播的两列波1和2在相遇区域内的叠加过程。
2.波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是两个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小。
两列同相波的叠加,振动加强,振幅增大。
(如图12-4-2所示)两列反相波的叠加,振动减弱,振幅减小。
(如图12-4-3所示)图12-4-2 图12-4-3三、波的干涉1.定义频率相同的两列波叠加时,某些区域的振幅加大、某些区域的振幅减小的现象。
2.稳定干涉条件(1)两列波的频率必须相同。
2.时间和空间的相对性1.知道同时的相对性、长度的相对性、时间间隔的相对性。
2.了解时空相对性的实验验证。
3.知道狭义相对论的时空观:空间和时间与物质的运动状态有关。
根据相对论的时空观,运动起来时间就会变慢,那么下面这件事情又怎样判断呢?地面上的人认为A、B两个事件同时发生。
对于坐在火箭中沿两个事件发生地点的连线飞行的人来说,哪个事件先发生?提示:B事件先发生。
可以设想,在事件A发生时A处发出一个闪光,事件B发生时B 处发出一个闪光。
两闪光相遇作为一个事件,发生在AB的中点,这在不同参考系中看都是一样的。
相遇在中点这个现象在地面上很容易解释:两个闪光同时发出,两个闪光传播的速度一样,当然在中点相遇。
但火箭上的人有如下推理:A、B扑面而来,在光向A、B传播的过程中,A、B两点向左移动了一段距离,所以光到A比到B多走一段距离,到B用时短些,所以火箭中的人认为B事件先发生。
1.“同时”的相对性(1)经典的时空观:在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一惯性系中观察也是______的。
(2)相对论的时空观:“同时”具有相对性,即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一惯性系中观察________的。
2.“长度”的相对性(1)经典的时空观:一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________而不同。
(2)相对论的时空观:“长度”也具有相对性,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度要____。
在垂直于运动方向上,杆的长度________。
(3)相对论中杆的长度公式:________________,其中l0是与杆静止的人认为的长度,l 是与杆相对运动速度为v的人认为的杆的长度。
3.时间间隔的相对性(1)经典的时空观:某两个事件,在不同的惯性系中观察,它们的时间间隔总是______的。
(2)相对论的时空观:某两个事件,在不同的惯性参考系中观察,它们的时间间隔是______的,惯性系的速度越大,惯性系中的物理过程进行得越____。
5 电磁波谱-人教版选修3-4教案一、课程目标1.了解电磁波的基本概念,掌握电磁波谱的组成和特征;2.理解不同波长、频率和能量的电磁波的产生、传播和应用;3.掌握电磁波谱在通信、医学、军事等领域的应用;4.培养学生的科学探究能力和科学思维能力。
二、教学重点和难点重点1.电磁波的基本概念和组成;2.不同波长、频率和能量的电磁波的产生、传播和应用;3.电磁波谱在通信、医学、军事等领域的应用。
难点1.电磁波与物质的相互作用;2.电磁波谱的产生和应用。
三、教学过程导入(5分钟)1.引导学生思考,你知道什么是电磁波吗?电磁波有何应用?2.以手机通信、医学影像等场景为例,让学生尝试描述电磁波在其中的应用。
理论讲解(30分钟)1.介绍电磁波的基本概念,包括电场、磁场和波动方程等;2.介绍电磁波谱的组成,包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线等;3.介绍不同波长、频率和能量的电磁波的产生、传播和应用,涉及频率、波长、能量和幅度等概念;4.介绍电磁波与物质的相互作用,如吸收、散射、反射和折射等。
案例分析(20分钟)1.以手机通信为例,介绍无线电波的产生、传播和应用;2.以医学影像为例,介绍X射线和核磁共振的产生、传播和应用;3.让学生自选并研究一种电磁波的应用,并向全班汇报。
实验操作(30分钟)1.设计一个简单的电磁波实验,例如光的折射、微波炉的制作等;2.让学生自由组合实验内容,并完成实际操作;3.引导学生总结实验过程中的问题和经验。
总结与展望(10分钟)1.让学生总结本课程的重点和难点;2.引导学生展望电磁波谱的未来应用。
四、作业和评估作业1.阅读相关材料,了解更多电磁波应用的案例;2.思考电磁波在生活中的作用,并写一篇小论文;3.完成实验报告,并汇总实验内容和结果。
评估1.以小组讨论和汇报、作业和实验报告等形式进行评估;2.从知识掌握、思维能力和实践操作能力三个维度进行考察;3.注重开展多元化的评价活动,丰富评价内容和形式。
高中物理选修34教案
教学目标:
1. 了解光线的直线传播原理和规律;
2. 掌握光的直线传播的相关概念和术语;
3. 进一步理解光的反射和折射现象。
教学重点:
1. 光的直线传播的原理和规律;
2. 光的反射和折射现象。
教学难点:
1. 理解光的直线传播原理;
2. 掌握光的反射和折射规律。
教学准备:
1. 教材《物理》选修34;
2. 实验装置:反射和折射的实验装置;
3. 教学软件:相关光学模拟软件。
教学过程:
一、导入(5分钟)
教师通过引入平面镜反射和介绍光线传播的现象,激发学生对光的直线传播的兴趣,引入本节课的教学内容。
二、讲解(10分钟)
1. 讲解光线的直线传播规律,包括光的传播的方向规律和光速的变化规律;
2. 介绍光的反射和折射现象,引导学生理解这两个现象的解释和实际应用。
三、实验操作(15分钟)
学生分组进行平面镜反射和折射实验,观察和记录实验现象,探讨实验结果和总结实验规律。
四、小结(5分钟)
教师总结本节课的内容,强调光的直线传播原理和规律,以及反射和折射现象的重要性和应用。
五、作业布置(5分钟)
布置相关练习题,巩固学生对光的直线传播原理和实验规律的掌握,激发学生继续深入学习光学知识的兴趣。
教学反思:
通过本节课的教学,学生能够初步掌握光的直线传播的原理和规律,了解光的反射和折射现象的基本原理和应用。
同时,通过实验操作,学生能够加深对光学知识的理解和应用能力。
在未来的教学中,可以结合更多实验和案例,帮助学生更全面地理解光的传播规律和现象。
人教版高中物理选修3-4课程目录与教学计划表
教材课本目录是一本书的纲领,是教与学的路线图。
不管是做教学计划、实施教学活动,还是做复习安排、工作总结,都离不开目录。
目录是一本书的知识框架,要做到心中有书、胸有成竹,就从目录开始吧!
课程目录教学计划、进度、课时安排
第十一章机械振动
1简谐运动
2简谐运动的描述
3简谐运动的回复力和能量
4单摆
5外力作用下的振动
第十二章机械波
1波的形成和传播
2波的图象
3波长、频率和波速
4波的衍射和干涉
5多普勒效应
6惠更斯原理
第十三章光
1光的反射和折射
2全反射
3光的干涉
4实验:用双缝干涉测量光的波长
5光的衍射
6光的偏振
7光的颜色色散
8激光
第十四章电磁波
1电磁波的发现
2电磁振荡
3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱
第十五章相对论简介
1相对论的诞生
2时间和空间的相对性3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介
课题研究
总复习。
《惠更斯原理》教学设计安徽省宿松县程集中学邓结桂【核心素养】通过《惠更斯原理》的学习过程,激发学生学习物理的兴趣,让学生体验理论探究的愉悦过程。
【教学目标】(1)知道什么是波面和波线,了解惠更斯原理。
(2)认识波的反射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
(3)认识波的折射现象,并能用惠更斯原理进行解释。
【学情分析】学生在初中已经学习过光的反射和折射现象以及声音的反射现象。
因此本节课的学习学生有一定基础,本节课学生的学习难点在于接受一些新概念和惠更斯原理,并利用机械波的基本知识好惠更斯原理推导波的反射定律和折射定律,激发学生学习物理的兴趣。
而最后的落脚点却在应用两个定律分析问题解决问题上。
【教学重点】惠更斯原理【教学难点】1.波面和波线的概念;2.用惠更斯原理对波的反射规律和折射规律进行解释。
【教学过程】课前:登陆平台,发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。
(提示:请登陆平台,发送本节预习任务)(一)复习提问1.当一辆汽车响着喇叭从你身边疾驰而过时,喇叭的音调会由高变低,这是波的什么现象?这种现象的条件是什么?2.下面两幅图描绘的分别是波的什么现象?要使现象明显发生,各必须具备什么条件?(二)惠更斯简介克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens,1629-1695)是17世纪荷兰著名的物理学家、天文学家和数学家,是介于伽利略和牛顿之间一位重要的物理学先驱。
他一生致力于科学事业的研究,在力学、光学、数学和天文学等自然科学的诸多领域都做出了突出的贡献,成为近代自然科学的一位重要开拓者,在整个科技发展史上有着举足轻重的地位。
惠更斯在1678年给巴黎科学院的信和1690年出版的《光论》一书中都阐述了他的光波动原理,即惠更斯原理。
艾萨克•牛顿(Isaac Newton)称“德高望重的惠更斯乃当代最伟大的几何学家”。
(三)波面与波线的概念、惠更斯原理及其应用一、波面与波线的概念波面:在波的传播过程中,任一时刻振动状态都相同的介质质点所构成的面。
高二物理选修3-4教案郑伟文11.1简谐运动教学目的(1)了解什么是机械振动、简谐运动(2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化课型:启发式的讲授课教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程(教学方法)教学内容[引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1.机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动?[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征?[演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)](3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]{提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征?{归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。
2.简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
(1)弹簧振子演示实验:气垫弹簧振子的振动[讨论] a.滑块的运动是平动,可以看作质点b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
高二物理选修3-4教案3-4全套教案11、1简谐运动一、三维目标知识与技能1、了解什么是机械振动、简谐运动2、正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学的神奇,实验的乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律三、教学难点偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化四、教学过程引入:我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动1、机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动?微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征?[演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)](3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]提问:这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征?归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。
2、简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动(1)弹簧振子演示实验:气垫弹簧振子的振动讨论:a.滑块的运动是平动,可以看作质点b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。
我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
(2)弹簧振子为什么会振动?物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力是根据力的效果命名的,对于弹簧振子,它是弹力。
回复力可以是弹力,或其它的力,或几个力的合力,或某个力的分力,在O点,回复力是零,叫振动的平衡位置。
(3)简谐运动的特征弹簧振子在振动过程中,回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。
在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。
3、简谐运动的位移图象——振动图象简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢?简谐运动的位移指的是什么位移?(相对平衡位置的位移)演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线说明:匀速拉动纸带时,纸带移动的距离与时间成正比,纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间,因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向,纸带运动的距离就可以代表时间。
介绍这种记录振动方法的实际应用例子:心电图仪、地震仪理论和实验都证明:(1)简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线让学生思考后回答:振动图象在什么情况下是正弦,什么情况下是余弦?引导学生回答:由开始计时的位置决定。
五、板书设计11、1简谐运动1、机械振动物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称2、简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动3、简谐运动的位移图象——振动图象正弦曲线六、课后作业优化方案七、教学辅助手段钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源八、课后反思本节课主要让学生体会机械振动和简谐运动,从实验中感受简谐运动到底是一个什么样的运动,无论从形式上还是图像上。
11、2 简谐运动的描述一、三维目标知识与技能1、知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义2、理解周期和频率的关系3、知道振动物体的固有周期和固有频率,并正确理解与振幅无关过程与方法通过观察概括出机械振动的特征,培养学生的概括能力情感态度与价值观通过学生总结概括,增强学生学习物理的信心和兴趣二、教学重点振幅、周期和频率的物理意义三、教学难点理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关四、教学过程引入上节课讲了简谐运动的现象和受力情况。
我们知道振子在回复力作用下,总以某一位置为中心做往复运动。
现在我们观察弹簧振子的运动。
将振子拉到平衡位置O的右侧,放手后,振子在O点的两侧做往复运动。
振子的运动是否具有周期性?在圆周运动中,物体的运动由于具有周期性,为了研究其运动规律,我们引入了角速度、周期、转速等物理量。
为了描述简谐运动,也需要引入新的物理量,即振幅、周期和频率进行新课实验演示:观察弹簧振子的运动,可知振子总在一定范围内运动,说明振子离开平衡位置的距离在一定的数值范围内,这就是我们要学的第一个概念——振幅。
1、振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离。
我们要注意,振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,而不是最大位移。
这就意味着,振幅是一个数值,指的是最大位移的绝对值。
2、振动的周期和频率(1)、振动的周期T:做简谐运动的物体完成一次全振动的时间振动的频率f:单位时间内完成全振动的次数(2)、周期的单位为秒(s)、频率的单位为赫兹(Hz)实验演示:下面我们观察两个劲度系数相差较大的弹簧振子,让这两个弹簧振子开始振动,用秒表或者脉搏计时,比较一下这两个振子的周期和频率。
演示实验表明,周期越小的弹簧振子,频率就越大(3)、周期和频率的关系。
两者的关系为:T=1/f 或 f=1/T举例来说,若周期T=0.2s,即完成一次全振动需要0.2s,那么1s内完成全振动的次数,就是1/0.2=5s-1.也就是说,1s钟振动5次,即频率为5Hz.3、简谐运动的周期或频率与振幅无关实验演示(引导学生注意听):敲一下音叉,声音逐渐减弱,即振幅逐渐减小,但音调不发生变化,即频率不变振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期或固有频率例如:一面锣,它只有一种声音,用锤敲锣,发出响亮的锣声, 锣声很快弱下去,但不会变调.摆动着的秋千,虽摆动幅度发生变化,但频率不发生变化.弹簧振子在实际的振动中, 会逐渐停下来,但频率是不变的.这些都说明所有能振动的物体,都有自己的固有周期或固有频率巩固练习:A、B两个完全一样的弹簧振子,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm,然后同时放手,那么:A、B运动的方向总是相同的A、B运动的方向总是相反的A、B运动的方向有时相同、有时相反无法判断A、B运动的方向的关系.五板书设计11、2 简谐运动的描述一、振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离二、振动的周期和频率振动的周期T:做简谐运动的物体完成一次全振动的时间单位s振动的频率f:单位时间内完成全振动的次数单位Hz三、周期和频率的关系T=1/f 或 f=1/T六、课后作业优化方案七、教学辅助手段弹簧振子音叉八、课后反思本节课涉及的描述简谐运动的物理量有周期、频率、振幅、位移,对于位移应重点讲解,不同于以前的所学的位移是偏离平衡位置的位移,初始位置一定是平衡位置,学生易混淆。
11、3简谐运动的回复力和能量一、三维目标知识与技能1、掌握简谐运动的定义,了解简谐运动的运动特征2、掌握简谐运动的动力学公式3、了解简谐运动的能量变化规律过程与方法引导学生通过实验观察,概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律,培养归纳总结能力情感态度与价值观结合旧知识进行分析,推理而掌握新知识,以培养其观察和逻辑思维能力二、教学重点1、重点是简谐运动的定义2、难点是简谐运动的动力学分析和能量分析三、教学难点简谐运动中的回复力四、教学过程(一)引入新课复习提问:1什么是机械振动?2振子做什么运动?日常生活中经常会遇到机械振动的情况:机器的振动,桥梁的振动,树枝的振动,乐器的发声,它们的振动比较复杂,但这些复杂的振动都是由简单的振动的组成的,因此,我们的研究仍从最简单、最基本的机械振动开始。
演示竖直方向的弹簧振子,演示的就是一种最简单、最基本的机械振动,叫做简谐运动提问3:过去我们研究自由落体等匀变速直线运动是从哪几个角度进行研究的?今天,我们仍要从运动学(位移、速度、加速度)研究简谐运动的运动性质;从动力学(力和运动的关系)研究简谐运动的特征,再研究能量变化的情况。
(二)新课教学第二次演示竖直方向的弹簧振子提问4:大家应明确观察什么?学生:物体提问5:上述四个物理量中,哪个比较容易观察?(位移)学生:位移提问6:做简谐运动的物体受的是恒力还是变力?力的大小、方向如何变?学生:变力小结:简谐运动的受力特点:回复力的大小与位移成正比,回复力的方向指向平衡位置提问7:简谐运动是不是匀变速运动?学生:不是小结:简谐运动是变速运动,但不是匀变速运动。
加速度最大时,速度等于零;速度最大时,加速度等于零。
提问8:从简谐运动的运动特点,我们来看它在运动过程中能量如何变化?让我们再观察。
学生:动能先增加,后减小;势能先减小后增大提问9:振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置?学生:外力对系统做功提问10:在A点,振子的动能多大?系统有势能吗?提问11:在O点,振子的动能多大?系统有势能吗?提问12:在D点,振子的动能多大?系统有势能吗?提问13:在B,C点,振子有动能吗?系统有势能吗?小结:简谐运动过程是一个动能和势能的相互转化过程。
五、板书设计11、3简谐运动的回复力和能量一、回复力:回复力的大小与位移成正比,回复力的方向指向平衡位置二、能量:简谐运动过程是一个动能和势能的相互转化过程六、课后作业优化方案七、教学辅助手弹簧振子,多媒体八、课后反思本节课主要是老师根据演示实验让学生观察,然后以提问的形式进行,有的物理量便于观察,有的物理量就需要力学分析,学生对力学掌握的不太扎实,力学确实也是高中物理的一个难点,教师在以后教学中要注重这方面的分析。
11、4单摆一、三维目标知识与技能1、知道什么是单摆2、理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件3、知道单摆的周期和什么有关,掌握单摆振动的周期公式,并能用公式解题过程与方法观察演示实验,概括出影响周期的因素,培养由实验现象得出物理结论的能力情感态度与价值观通过实验增强学生学习物理的兴趣和信心二、教学重点掌握好单摆的周期公式及其成立条件三、教学难点单摆回复力的分析四、教学过程(-)引入新课在前面我们学习了弹簧振子,知道弹簧振子做简谐运动。
那么:物体做简谐运动的条件是什么?答:物体做机械振动,受到的回复力大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反。
今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动(二)进行新课阅读课本第13页第一二段,思考:什么是单摆?答:一根细线上端固定,下端系着一个小球,如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略,细线的长度又比小球的直径大得多,这样的装置就叫单摆。