人教版高中物理(选修3-4)教材分析

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。

高二物理选修3-411、4单摆教案一、教材分析《单摆》是人教版高中物理选修3-4机械运动第四节的教学内容，是简谐运动的实例应用，既是本章重点又是高考热点。

本节重点是单摆周期及其应用。

二、教学目标1．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。

（4）知道利用单摆可以测定重力加速度2．过程与方法：（1）通过单摆做简谐运动条件的学习，体会用近似方法研究物理问题（2）通过研究单摆周期，掌握用控制变量法研究问题3情感、态度和价值观：通过介绍科学家的情况，激发学生发现知识热爱科学的热情；鼓励学生象科学家那样不怕困难，勇于发现勇于创造！三、教学重难点：重点：单摆的周期公式及其成立条件。

难点：单摆回复力的分析。

四、学情分析本节课主要学习单摆振动的规律，只有在θ<10°时单摆振动才是简谐运动；单摆振动周期。

学生对条件的应用陌生应加以强调。

五、教学方法实验、分析、探究六、课前准备小钢球、细线、铁架台七、课时安排1课时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标教师：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？学生：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。

（展示实验器材）（三）合作探究、精讲点播1、阅读课本第13页到14页，思考：什么是单摆？什么情况下单摆可视为简谐运动？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。

在偏角很小的情况下，单摆的运动可视为简谐运动。

2物体做机械振动，必然受到回复力的作用，弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供，单摆同样做机械振动，思考：单摆的回复力由谁来提供，如何表示？（教师引导）梯度小问题：（1）平衡位置在哪儿？（2）回复力指向？（学生回答）（3）单摆受哪些力？（学生黑板展示）（4）回复力由谁来提供？（学生回答）注意：数学上的近似必须让学生了解，同时通过此处也能让学生单摆做简谐运动是有条件3．单摆的周期（有条件的话最好让学生动手实验）我们知道做机械振动的物体都有振动周期，请思考：单摆的周期受那些因素的影响呢？学生：可能和摆球质量、振幅、摆长有关。

《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。

在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。
一、无线电波的发射
声音信号
使电磁波随各 种信号而改变, 叫做调制
高频振荡电流
调幅
一、无线电波的发射
调幅波的形成：
一、无线电波的发射
调频波的形成：
一、无线电波的发射
2.无线电波的发送
①调制：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。 ②调制方式有两种：调幅和调频
调幅：高频电流或电压的振幅随信号改变，这种调制叫做调幅，用AM表示。 调频：使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫做调频。用FM表示。
一、无线电波的发射
③发射：
为了使开放电路中产生振荡电流，常用如图所示的方法，使 振荡器的线圈L2靠近开放振荡电路的线圈L1 。当振荡器中产生 振荡电流时，由于互感作用，就可以在开放振荡电路中产生相 同频率的振荡电流，这种方法叫做感应耦合。
首先，我们学习无线电波的发射。
一、无线电波的发射
电磁波特点
• 电磁波具有波动所特有的性质——干涉、衍射。 • 衍射——遇到障碍物时，波动能够偏离直线绕过障碍物，继续传播。 • 相同的障碍物情况下，波长越长，越容易发生衍射现象。 • 频率越高，波长越短，越能够更好的沿直线传播。
一、无线电波的发射
i t
短波
长波容易被电离层吸收； 短波容易被电离层反射； 微波容易穿过电离层。
二、无线电波的传播方式
微波 微波: 频率很高；
直线传播。
二、无线电波的传播方式
无线电波的波段分布（根据：波长/频率）
三、无线电波的接收
1.电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的
电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电
流最强（这种现象叫做电谐振）

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。

11.3 简谐运动的回复力和能量教学设计广西马山县金伦中学黄梦春知识目标1、理解回复力的物理意义和特点;2、能够根据简谐运动的回复力特点证明简谐运动;3、知道简谐运动的机械能守恒及动能和势能的相互转化4、进一步理解简谐运动的周期性和对称性重点：回复力的来源,特点,简谐运动的证明;简谐运动的能量特点.难点：简谐运动的证明新知预习1.回复力（1）回复力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向____________，总是指向___________位置，它的作用是使振子能____________平衡位置.（2）做简谐运动的弹簧振子的回复力为____________，式中常数k为比例系数，叫做弹簧的____________；负号表示________________________.（3）回复力是____________性变化的力.2.简谐运动的能量的特征（1）简谐运动过程是一个____________和____________不断转化的过程，在任意时刻振动物体的总机械能____________.（2）在平衡位置，动能最__________，势能最_________；在位移最大处，势能最__________，动能最__________.（3）振动系统的机械能跟振幅有关，振幅越大机械能越__________.典题·热题知识点一简谐运动过程中基本物理量的变化例1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，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解析：振子位移是指由平衡位置指向振动物体所在位置的位移，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小，由牛顿第二定律a=F/m得，加速度也减小，物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，正确答案选D.答案：D方法归纳分析回复力变化时，首先要弄清回复力的来源，是由哪些因素引起的，由哪些力构成，如本题是F=-kx.例2如图11-3-6所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t1和t2两时刻，质点的速度v1、v2，加速度a1、a2的正确关系为( )图11-3-6A.v 1＜v 2，方向相同B.v 1＜v 2，方向相反C.a 1＞a 2，方向相同D.a 1＞a 2，方向相反解析：在t 1时刻质点向下向平衡位置运动，在t 2时刻质点向下远离平衡位置运动，所以v 1与v 2的方向相同，但由于在t 1时刻质点离平衡位置较远，所以v 1＜v 2，a 1＞a 2；质点的加速度方向总是指向平衡位置的，因而可知在t 1时刻加速度方向向下，在t 2时刻加速度方向向上.正确选项为A 、D.答案：AD巧解提示 处理图象问题时一定要把图象还原为质点的实际振动过程来分析，图象不是振动问题的运动轨迹.知识点二 简谐运动的能量例3 如图11-3-7所示，一弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，平衡位置为O ，已知振子的质量为M ，若振子运动到B 处时将一质量为m 的物体放在M 的上面，且m 和M 无相对运动而一起运动，下述正确的是（ ）图11-3-7A.振幅不变B.振幅减小C.最大动能不变D.最大动能减少解析：当振子运动到B 点时，M 的动能为零，放上m ，系统的总能量为弹簧所储存的弹性势能E p ，由于简谐运动过程中系统的机械能守恒，即振幅不变，故A 选项正确，当M 和m 运动至平衡位置O 时，M 和m 的动能和即为系统的总能量，此动能最大，故最大动能不变，C 选项正确.答案：AC方法归纳 分析简谐运动的能量问题，要弄清运动质点的受力情况和运动的情况，弄清是什么能之间的转化及转化关系等.例4 做简谐运动的弹簧振子，振子质量为m ，最大速度为v ，则下列说法正确的是（ ）A.从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零B.从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是零到21mv 2之间的某一个值 C.从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D.从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是零到2v 之间的某一值 解析：振子在半个周期内刚好到达与初位置关于平衡位置对称的位置，两位置速度大小相等，故由动能定理知，回复力做的功一定为零，则A 选项正确，B 选项错误；但由于速度反向（初位置在最大位移处时速度均为零），所以在半个周期内速度变化量的大小为初速度大小的两倍，因此在半个周期内速度变化量大小应为0到2v 之间的某个值，则C 选项错，D 选项正确. 答案：AD方法归纳 简谐运动过程中回复力为变力，因此求回复力的功应选择动能定理；由于速度变化量与速度均为矢量，故计算时应特别注意方向.知识点三 简谐运动与力学的综合例5 如图11-3-8所示，一质量为M 的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A 和B ，m A =m B =m ，剪断A 、B 间的细线后，A 做简谐运动，则当A 振动到最高点时，木箱对地面的压力为____________________.图11-3-8解析：本题考查简谐运动的特点及物体受力情况的分析.剪断细线前A 的受力情况： 重力：mg ，向下；细线拉力：F 拉=mg ，向下；弹簧对A 的弹力：F=2 mg ，向上.此时弹簧的伸长量为Δx=k F =k mg 2. 剪断细线后，A 做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量为Δx=k mg 处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为k mg ，由简谐运动的特点知最高点离平衡位置的距离也为kmg ，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处，此时弹簧对木箱作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为Mg.答案：Mg 方法归纳 在一些力学综合题目的处理中，如果能充分考虑简谐运动的对称性，可收到事半功倍的效果.例6如图11-3-9所示，A 、B 叠放在光滑水平地面上，B 与自由长度为L 0的轻弹簧相连，当系统振动时，A 、B 始终无相对滑动，已知m A =3m ，m B =m ，当振子距平衡位置的位移x=20L 时系统的加速度为a ，求A 、B 间摩擦力F f 与位移x 的函数关系.图11-3-9解析：设弹簧的劲度系数为k ，以A 、B 整体为研究对象，系统在水平方向上做简谐运动，其中弹簧的弹力作为系统的回复力，所以对系统运动到距平衡位置20L 时有：k 20L =(m A m B a ，由此得k=08L m a . 当系统的位移为x 时，A 、B 间的静摩擦力为F f ，此时A 、B 具有共同加速度a′，对系统有：kx=（m A +m B ）a′ ①k=08L m a ，a′=02L a x. ② 对A 有：F f =m A a′. ③②代入③得,F f=6Lm ax.答案：F f=6Lm ax.方法归纳本题综合考查了受力分析、胡克定律、牛顿定律和回复力等概念，解题关键是合理选取研究对象，在不同的研究对象中回复力不同.此题最后要求把摩擦力F f与位移x的关系用函数来表示，要将物理规律与数学有机结合.自主广场我夯基我达标1.做简谐运动的弹簧振子，每次经过同一点a（a点在平衡位置和最大振幅之间）时（)A.速度相同B.加速度相同C.动能相同D.势能相同思路解析：弹簧振子每次经过同一点a，振子的位移每次相同，回复力相同，则加速度相同;速度的大小相等，方向相反，动能相同，据机械能守恒定律可知，系统势能也相同.答案：BCD2.如图11-3-3甲所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，图乙中能正确反映振动过程中A受摩擦力F f与振子的位移x关系的图线应为（)甲乙图11-3-3思路解析：在振动过程中A、B始终保持相对静止，可以把A、B看成整体，受力分析，设A、B的质量为m a、m b，弹簧的劲度系数为k，则有（m a+m b）a=-kx，a=-BAmmkx+,A受摩擦力F f=BAAmmm+kx，所以F f与位移的关系是F f=-BAAmmm+kx.答案：C3.如图11-3-4所示，弹簧一端固定在天花板上，另一端挂一质量为m的物体，今托住物体使弹簧没有发生形变然后将物体无初速度释放而做简谐运动，在物体从开始运动到最低点的过程中物体的重力势能____________，弹性势能____________，动能____________，（填“增大”或“减小”）而总的机械能____________.图11-3-4思路解析：固定在天花板上的弹簧做简谐运动，选地板为重力势能的零势面，物体从开始运动到最低点这一过程中，物体离地面的距离不断减小，则重力势能不断减小，弹簧的长度不断增大，则弹性势能不断增大，物体不断运动.到达平衡位置时，速度增大到最大，由平衡位置运动到最低点过程中，速度不断减小，所以动能先增大后减小，但总机械能不变.答案：减小增大先增大后减小不变4.如图11-3-5所示，质量为m的物块A放在木板B上，而B固定在竖直弹簧上.若使A随B 一起沿竖直方向做简谐运动而始终不脱离，则充当A的回复力的是_________，当A的速度达到最大值时，A对B的压力大小为____________.图11-3-5思路解析：对A受力分析，它受到重力和B对它的支持力，A和B一起做简谐运动，A的回复力是由重力和支持力的合力提供的，当回复力和重力平衡时，A的速度最大，即有f a=mg. 答案：重力和支持力的合力mg5.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图11-3-6所示.下列结论正确的是（)图11-3-6A.小球在O位置时，动能最大，加速度最小B.小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C.小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D.小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加思路解析：振子在以O为平衡位置，在A、B之间振动，在O点时，动能最大，回复力为零，加速度最小，在A、B位置时，动能最小，回复力最大，加速度最大.从A到O回复力做正功，从O到B回复力做负功，小球从B到O过程，弹簧弹力做功，弹簧振子的机械能不变.答案：A我综合我发展6.如图11-3-7所示，质量为m的砝码，悬挂在轻质弹簧的下端，砝码在竖直方向上自由振动.证明砝码做简谐运动.图11-3-7思路解析：做简谐运动物体受力特征f=-kx，因而只要证明回复力与位移大小成正比，方向相反就证明了该物体的振动是简谐运动.答案：设弹簧的劲度系数为k，当砝码在平衡位置时，弹簧伸长x0，此时，mg-kx0=0，即kx0=mg，如图甲所示，当砝码经过任意位置时，受力情况如图乙所示，此时弹簧的伸长量为x0+x，砝码所受合力为：f=mg-k(x0+x)=-kx，所以f=-kx( x是质点离开平衡位置的位移)，f与x方向总相反，所以砝码的运动为简谐运动.7.一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴的O点，图11-3-8中的a、b、c、d为四个不同的振动状态，四点表示振子的位置，四点上的箭头表示运动的方向，图11-3-9中给出①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象（)图11-3-8图11-3-9A.若规定状态a时t=0,则图象为①B.若规定状态b时t=0,则图象为②C.若规定状态c时t=0,则图象为③D.若规定状态d时t=0,则图象为④思路解析：a质点t=0时刻位移为3，由①振动图线可知a向x正方向运动，则选项A正确.B 质点t=0时刻位移为2，②振动图线不在位移2处，选项B错.c质点t=0时位移为-2，向x方向运动，选项C正确.d质点t=0时，位移为-4，与④振动图线一致，选项D正确.答案：ACD8.如图11-3-10所示，质量为m的密度计插在密度为ρ的液体中.已知密度计圆管的直径为d，试证明密度计经竖向推动后在竖直方向上的振动是简谐运动（液体对运动的阻力忽略不计）.图11-3-10思路解析：密度计处于平衡位置时，受到的浮力Q=mg.当密度计有一向下的位移x 时，则受到的浮力Q′=Q+π(2d )2xρg.此时所受合力F=Q′-mg=Q′-Q=π(2d )2xρg,方向向上，和位移x 方向相反.当密度计有一向上位移x 时，则受到的浮力Q″=Q -π(2d )2xρg.此时所受合力F=mg-Q″=Q -Q″=π(2d )2xρg ，方向向下，和位移x 方向相反. 总之，密度计无论在什么位置，合力F 总等于π(2d )2xρg ，其方向总和位移x 方向相反.令k=π(2d )2ρg ，可得F=-kx.所以密度计经竖向推动后在竖直方向上的振动是简谐运动.。

《12.1 波的形成和传播》学科：物理授课教师：姜恩海授课班级：高二（3）班一、教材分析《12.1 波的形成和传播》是新人教版高中物理选修3-4第十二章第一节的教学内容，主要学习机械波的形成过程，机械波的分类，可以说课程内容比较简单。

本节是对前面知识的提升，又是后面波动知识的基础。

二、教学目标1、知识目标：①知道直线上机械波的形成过程②知道什么是横波和纵波,知道波峰、波谷和密部和疏部③知道波在传播运动形式的同时也传递了能量2、能力目标：①培养学生进行科学探索的能力②培养学生观察、分析和归纳的能力3、情感、态度和价值观目标：通过对波动现象的研究培养学生的空间想象能力和思维能力三、教学重点、难点分析机械波的形成过程及传播规律是本节课的重点，也是本节课的难点。

四、教学方法和教具实验探索和多媒体辅助教学，需要准备绳子、波动演示箱。

五、教学过程(一)复习旧知：提问：什么是机械振动？什么是简谐运动？学生答：机械振动：物体在平衡位置附近的往复运动．简谐运动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动．(二)情景导入、展示目标。

提问：向平静水中,投石子会看到什么现象？以石子击水点为中心，振动（波浪）远离中心向四周传播，直到很远。

［演示］绳子一端固定，手拿另一端水平拉直，上下抖动．看到什么现象？（激发兴趣，引出课题）在这两个简单的例子中，我们接触到一种广泛存在的运动形式——波动，请同学们再举出几个有关波的例子。

（学生举例，活跃气氛；让学生在大量生活实例中感触波的存在，增强感性认识。

）学生会列举水波、声波、无线电波、光波。

教师启发，大家听说过地震吗？学生会想到地震波。

水波、声波、地震波都是机械波，无线电波、光波都是电磁波。

这一章我们学习机械波的知识，以后还会学习电磁波的知识。

（三）合作探究、精讲点拨现在学习第一节，波的形成和传播。

通过以上几个例子，师生共同分析，得出波产生的条件：① 振源：激发波动的振动系统（也称波源）②介质：波借以传播的物质波是怎样形成的呢？为什么会有不同的波形？波传播的是什么呢？（设置疑问，激发学生的探究欲望）探究、波的形成和传播实验（一）理论分析：（以绳波为例，用白纸和磁铁演示，引导同学们动手画出相对应波形图）设想把绳分成许多小部分每一小部分可以看成质点，质点与质点之间有相互作用力。

广义相对论简介教学目标知识与技能：〔1〕了解广义相对论基本原理广义相对性原理和等效原理〔2〕广义相对论主要结论物质的引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢〔3〕介绍广义相对论的实验验证过程与方法：〔1〕了解爱因斯坦思考和推演广义相对论思维过程情感态度和价值观：〔1〕体会在宇宙中人类的渺小和科学的巨大力量教学重点、难点1、广义相对性原理和等效原理2、广义相对论的主要结论：引力使光线弯曲和强引力场附近的时间进程会变慢教学方法阅读、讲解、小结教学手段多媒体课件教学活动一、超越狭义相对论的思考爱因斯坦思考狭义相对论无法解决的两个问题：1、引力问题，万有引力定律不满足洛伦兹变换，无法纳人狭义相对论的理论框架；2、非惯性系问题，狭义相对论只适用于惯性系。

它们是促成广义相对论的前提。

二、广义相对性原理和等效原理引导学生在前述背景介绍下，思考怎样来解决这两个问题。

爱因斯坦考虑要解决第二个问题，必须去掉惯性系在相对论理论中的特殊地位，把相对性原理从“任何惯性系平权〞推广到“包括非惯性系在内的任意参考系(即包括惯性系和非惯性系)平权〞。

三、广义相对论几个结论以及相关实验验证从广义相对论两个基本原理出发，爱因斯坦预见性地提出了验证这一理论的几个著名实验。

①光线经过强引力场中发生弯曲介绍物质的引力使时空弯曲，弯曲的时空又使光线弯曲的事实。

如1919年5月29日，发生日全食期间，科学家成功地观测到了太阳背后恒星发出的光线经过太阳附近发生弯曲的现象，并拍得了太阳背后恒星的照片。

从而确认广义相对论的结论是正确的。

这是广义相对论创立以来最早得到科学界认同的最重大的成果。

到目前为止科学家对400多颗恒星作了测量，射电天文学的发展使人类不用等日全食发生也能在地球上进行精度很高的观测，且与理论值符合。

②引力红移了解引力导致时空弯曲，按照相对性原理，空间效应与时间效应是互相影响的，在发生空间弯曲效应的同时，时间膨胀效应也发生了。

高二物理选修3-4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。

全国首届大学生中学物理教学技能大赛设计者：庄琳《全反射》教学设计【教材分析】“全反射”是人教版高中物理教材选修3-4第十三章第七节的内容，是几何光学的一个重要知识点。

本节课的内容涉及直线传播、反射、折射的知识，从本质上进一步理解和应用折射定律和折射率，让学生有效体会和熟练应用光路可逆知识解决光的传播问题。

所以全反射既是新知识的学习，又是对前面所学知识的巩固和深化。

同时，全反射现象与生活和现代科技联系紧密，实现了课堂知识走向课外、走向生产、走向科技，所以学习这部分知识有着重要的现实意义。

【设计理念】本节课始终贯穿“以学生为中心”的思想展开设计，具体突出在两方面：1、设疑法导入新课从心理学的角度来分析，正常情况下学生的心理处于一种平衡的状态。

当运用原有的知识经验不能对新的观点、现象进行解释或运用原来的方法对新的问题、困难不能解决时，也就产生了认知冲突，打破了原来的平衡状态。

当人心理失去平衡时，本能地会产生一种平衡的需求，从学习的意义上讲，就会产生新的学习需要。

这样学生全身心的潜能得到调动和挖掘，全身心投入，通过多种方式来建立心理平衡。

所以引入“全反射”知识之前，我设计让学生用已学的知识解题。

在此过程，学生遇到不能解决的问题，引发了认知冲突，激发学生对新学内容的兴趣，使学生产生了内在学习动机。

那么，在下面整节课的学习中，学生会注意力集中，主动积极地投入到新知识的学习之中，满足自己的需求，实现内心的平衡。

2、自主、合作探究“全反射”发生的条件由于本节课是概念和规律的教学，应该基于学生的认知规律和生活经验，宜采用直观、感性的实验归纳，避免向学生灌输物理概念和原理。

依据建构主义的学习理论强调的“一个人要获得一种同现实十分一致的建构体系绝非轻而易举，要经过大量的探索和试误过程”。

所以本节课主要采用“自主、合作、探究”型教学模式。

以问题为起点，以自主探究为轴心开展教学，力求使学生主动建构知识与技能，提升情感、态度与价值观。

选修3-4第十二章第7节多普勒效应教学设计一、教材分析《多普勒效应》是人教版高中物理选修3-4《机械波》第12章第7节的教学内容，本节课为一个课时，主要学习波的一种现象------多普勒效应。

二、教学目标1.知识目标（1）．知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别．（2）．知道什么是多普勒效应，知道它是波源与观察者之间有相对运动时产生的现象。

（3）．了解多普勒效应的一些应用．2.能力目标通过对多普勒效应的学习，让学生体会到物理源于生活又服务于生活3.情感目标通过对多普勒效应的探究性学习，激发学生的合作意识和创新意识，树立正确的学习观．三、重点难点重点：1.知道波源的频率与观察者接收到的频率的区别.2.多普勒效应的定义及产生条件；难点：1．波源的频率与观察者接收到的频率的区别.2．对多普勒效应成因的探究论证。

四、学情分析本节内容较为抽象，但是和实际生活联系的比较密切，学生应该是比较容易感知和掌握的。

五、教学方法1．通过实验、多媒体课件演示激发学生学习物理的兴趣，培养学生观察能力，和从物理现象入手，通过理论演绎和实验验证研究物理问题的方法。

2．通过对物理问题的分析论证培养学生勤于思考的习惯和分析问题的能力。

3．通过多普勒效应应用的学习，培养学生查阅资料和整理资料的能力。

六、教具和六、课前准备1蜂鸣器2、学生准备：把导学案的课前预习内容做完整并且核对答案。

3、教师的准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案，还有教具的准备。

七、课时安排一个课时八、教学过程：同学们，在前面我们学习了许多关于波的知识，例如，波的干涉、衍射是一切波特有的现象，今天我们在来学习另外一种有关波的物理现象。

请观察下面的实验。

【演示实验】1)蜂鸣器静止,学生听声音有无变化;2)两个学生分别站在教室前后,手中牵一根绳,让发生器在绳上快速运动,其他学生注意听声音有无变化.［学生叙述听到的声音情况］1）静止时，听不到声音的变化；2）发生器靠近时，声音变得尖锐(音调变高)；发生器远离时，声音变得低沉(音调变低). 【问题】生活中有无类似的现象？学生举例：行驶中的汽车鸣笛；火车鸣笛进站；飞机起飞等【录像】行驶中鸣笛的汽车和火车。

2. 单摆中发展空间：不同摆角下的周期 比较让学生体验近似条件，有创意； 3. 简谐运动图像中发展空间：匀速圆周 运动与简谐运动有深度；
4. 习题配制具有典型性；如双体振动问 题；
1. 波的形成用绳波，有互动性，但是标记最好 不是涂上，而系上红绸等； 2. 波发展空间：学生参与表演横波，也可模拟 纵波形成，一定要组织，甚至于全班性，加 强互动，生成概念； 3. 新增波的图像与振动图像比较表格，有利有 弊；波的图像发展空间：水波不是横波； 4. 多普勒发展空间：波频公式不宜讲；但实验 最好做一下；
2. 动量一章学习从动能变化研究，更具有 探究性；寻求守恒量？
3. 发展空间；动量定理，可渗透牛顿第二 定律的动量表述。 4. 课外阅读：中子发现的定量分析。 5. 习题配制有难度；如多体、子弹问题；
1. 分光镜实验你们学校能做吗？
2. 光谱发展空间与玻尔课外阅读：赖曼系 等各谱线系； 3. 比结合能曲线更细致；便于理解与掌握； 4. 粒子物理学发展空间：夸克模型； 5. 习题配制重基础；如半衰期、核反应、 核能计算等问题；
第十六章 动量守恒定律 在追寻“不变量”中感悟自然界的和谐与统一 从实验探究入手，引导学生追寻碰撞中的“不变量”。(类 似于必修2中“机械能及其守恒定律”的探究过程) 目的：(1)为“动量”概念的引入提供实验基础。 (2)亲身体验探究自然规律的过程，感悟自然界的和 谐与统一。
(3)科学过程的教育，让学生再一次体验实验在科学
1. 双缝干涉测波长实验中发展空间：条纹 公式的推导有条件的班级引导自习；重 在理解产生的原理？ 2. 激光的课外阅读：全息照相！
3. 相对论中增加牛顿力学中运动的相对性， 降低了切入难度； 4. 相对论中增加插图，便于研究时间、长 度的相对性；

假定时间和长度是 对 的 跟参 考系运动无关
？
黄恕伯 07.7
猜想一
物理规律
适用于特定的惯性系
猜想
时间和长度是相对的
五
3.狭
关于 议
相对论简介
的教学建
相对论的两个基本假设
狭 相对 性原理
同惯性系中 一 物理规律 都相同
在 同参考系中 同一 的速度 都相等
速 原理
时间和长度是 相对的
●“同时 的相对性 ●长度的相对性 ●时间间隔的相对性
简谐运动的图象
4 单摆
简谐运动的能 迫振动 共振
5 外力作用
的振动
教材的简谐运动按
运动学→动力学
的线索安排教学内容
黄恕伯 07.7
选修3-4模块 第十章 机械波 一 波的图象 波长 频率和波速 波的形 和传播
原
必加选第
第十 和传播
章 机械波
1 波的形
2 波的图象
增加 四 五 绝六 七 八 波的 驻波 多普勒效应 波的衍射
2
的
3 实验
用
缝
4
的颜色
色散
5 波的衍射
6
的偏振
只 全
射
叫 激
除删去
的直线传播
的电磁说
两节课文外
其余保留
黄恕伯 07.7
选修3-4模块
原
必加选第
第十四章 电磁波 一 电磁振荡 电磁振荡的周期和频率 电磁场 四 五 六 电磁波 无线电波的发射和接收 电视 雷达
第十八章 电磁场和电磁波
1 电磁波的发现
1.介绍波面和波线
别 波面垂直的线代表波的传播方向 了一个个圆
水波从波源O 向四周传开

人教版高中物理新课标新教材教材分析攻读硕士学位研究生作业封面（2010至2011学年度第一学期）题目人教版高中物理课标及教材分析(光学)科目课标与教材分析姓名帅震应专业学科教学（物理）入学年月20XX年9月简短评语成绩：授课教师签字：人教版高中物理新课标新教材教材分析-----对选修3-4光学部分的课标及教材分析根据普通高中物理课程标准对人教版高中物理选修3-4下第三部分（光）进行课标分析和教材分析。

（一）首先是对课标在光这部分内容的要求进行分析。

1．内容标准（1）通过实验，理解光的折射定律。

这部分是对光的折射的要求，要通过实验“理解”光的折射定律，在课标中的要求是知识理解层次，那么这部分内容相对来说是一个重点。

在教学中要着重学习。

（2）测定材料的折射率。

这部分是对技能的要求，测定材料的折射率，学生在学习了简单的材料折射率测定后要能形成对于材料折射率的测定这一技能。

（3）认识光的全反射现象。

初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。

认识光纤技术对经济社会生活的重大影响。

例1 演示光沿水柱（或弯曲的玻璃柱）的传播。

例2 观察光缆的结构。

对这部分的要求是“认识”和“初步了解”的层次，要求相对是比较轻松的，那么就该让学生在学习的时候能够了解光的全反射现象在生产生活中的广泛应用和对社会生活的影响。

努力增强学生对学习物理的兴趣和积极性。

课标中给出的两个例子在结合本地情况下教学中是可以实现的。

如果无法演示那也可以通过图片的形式展示出来。

（4）观察光的干涉、衍射和偏振现象。

知道产生干涉、衍射现象的条件。

用双缝干涉实验测定光的波长。

例3 观察光的薄膜干涉现象。

这部分内容对知识、技能、体验性都有所要求。

光的干涉、衍射和偏振现象要求是经历水平，对产生干涉、衍射现象的条件是知识了解水平，双缝干涉实验测定光的波长是能够独立操作水平。

通过双缝干涉实验测定光的波长要形成学生的技能，动手能力。

（5）了解激光的特性和应用。

13.6光的偏振的教学设计一、教材分析《光的颜色色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容，主要认识光的偏振现象以及偏振现象的应用。

二、教学目标1、知识目标①知道振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象②了解偏振光和自然光的区别，知道日常见到的光多是偏振光。

2、能力目标①知道偏振光的一些应用②通过光的偏振现象说明光是横波3、情感、态度和价值观目标：让学生了解偏振现象应用的广泛性，从而达到激发学生学习兴趣的目的。

三、教学重点难点1、教学重点通过光的偏振现象说明光是横波2、教学难点发射和折射时，为什么会使光波形成偏振四、学情分析（根据个人情况写）五、教学方法实验观察、理论分析、学案导学六、课前准备偏振片、立体眼镜、软绳且一端固定在墙上七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑复习提问1：电磁波是横波还是纵波？电磁波在转播时，电矢量E 、磁矢量B和传播方向x 有什么关系？学生：答问（二）情景导入、展示目标。

引入：既然我们已经知道电磁波是横波，而光波是电磁波，故光波肯定是横波。

而且，由于光波在传播时，引起感光作用（和生理作用）的主要是电矢量E，我们在研究光波的传播时，就可以用E-x图象类比机械波的y-x图象。

本节课，我们将看一看光作为一种横波所显现出来的一种特殊现象——（三）合作探究、精讲点拨。

1、偏振现象启发：我们已经从理论上知道了横波和纵波的差别，那么，它们在传播的过程中，会有什么表象的不同呢？这里看一个演示——演示：（机械）横波和纵波在穿过狭缝时的差别学生：观察…现象解释…启发：光波既然是横波，它的传播是不是也应该具备机械波的这种特征？由于光的E振动并不是肉眼所能直接观察的，所有需要借助相关仪器来完成类比实验。

偏振片介绍…（透振方向）演示：自然光穿过两块偏振片a、自然光穿过一块偏振片，转动透振方向；b、自然光穿过两块透振方向相互平行的偏振片；c、自然光穿过两块透振方向相互垂直的偏振片。

简谐运动的描述--相位【教学目标】1、知识目标(1)了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象；(2)了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。

2、能力目标(1)学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动；(2)会计算两个同频率简谐运动的相位差。

3、德育目标通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较，学会用相对的方法来分析问题。

【教学重点】(1)相位的物理意义；(2)同频率的简谐运动的相位差的求解。

【教学难点】(1)相位的物理意义；(2)能依据两个同频率的简谐运动的振动图象求解相位差。

【教学方法】举实例、类比法、讲授法、多媒体模拟【教具准备】两个相同的单摆、投影片、CAI课件【课时安排】1课时【教学过程】一、导入新课前面我们学习过描述振动的物理量，振幅表示振动的强弱，周期和频率表示振动的快慢。

用这些物理量能否将振动完整地描述清楚呢？教师在讲台前走路，摆动两只胳膊，尽量做到振幅和周期相同，第一次同相摆动，第二次反相摆动，引导学生比较摆动的差异，得出要描述振动，还有一个振动的步调问题，本节课就来学习这一问题。

二、新课教学1、相位(观察和比较两个摆长相等的单摆做简谐运动的情形)演示：将并列悬挂的两个等长的单摆(它们的振动周期和频率相同)，向同一侧拉起相同的很小的偏角同时释放，让它们做简谐运动。

现象：两个简谐运动在同一方向同时达到位移的最大值，也同时同方向经过平衡位置，两者振动的步调一致。

对于同时释放的这两个等长单摆，我们说它们的相位相同。

演示：将两个单摆拉向同一侧拉起相同的很小的偏角，但不同时释放，先把第一个放开，当它运动到平衡位置时再放开第二个，让两者相差1/4周期，让它们做简谐运动。

现象：两者振动的步调不再一致了，当第一个到达另一侧的最高点时，第二个小球又回到平衡位置，而当第二个摆球到达另一方的最高点时，第一个小球又已经返回平衡位置了。

与第一个相比，第二个总是滞后1/4周期，或者说总是滞后1/4全振动。