第一篇：高二物理教案09.2.振幅、周期和頻率.DOC

振幅、周期和頻率

一、教學(xué)目標(biāo)：

1.知道什么是振幅、周期和頻率

2.理解周期和頻率的關(guān)系

3.知道什么是振動的固有周期和固有頻率

二、教學(xué)重點：

1.簡諧運動的振幅、周期和頻率的概念.2.關(guān)于振幅、周期和頻率的實際應(yīng)用.三、教學(xué)難點：

1.振幅和位移的聯(lián)系和區(qū)別.2.周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別.四、教學(xué)方法：

1.通過分析類比引入描述簡諧運動的三個物理量：振幅、周期和頻率.2.運用cai課件使學(xué)生理解振幅和位移、周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別.3.通過演示、講解、實踐等方法，加深對三個概念的理解.4.通過實驗研究，探索彈簧振子的固有周期的決定因素.五、教學(xué)過程

導(dǎo)入新課

1.講授：前邊我們學(xué)過了直線運動，我們知道：對于勻速直線運動，所受合外力為零，描述該運動的物理量有位移、時間和速度，對于勻變速直線運動，物體所受的合外力是恒量，描述它的物理量有時間、速度、位移和加速度，而上節(jié)課我們研究了合外力為回復(fù)力的簡諧

運動，那么描述簡諧運動需要哪些物理量呢?

2.類比引入

我們知道：簡諧運動是一種往復(fù)性的運動，而我們學(xué)過的勻速圓周運動也是一種往復(fù)性的運動，所以研究簡諧運動時我們也有必要像勻速圓周運動一樣引入周期、頻率等物理量，本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)描述簡諧運動的幾個物理量［板書：振幅、周期和頻率］

新課教學(xué)

(一)振幅

1.在鐵架臺上懸掛一豎直方向的彈簧振子，分別用大小不同的力把彈簧振子從平衡位置拉下不同的距離.2.學(xué)生觀察兩種情況下，彈簧振子的振動有什么不同.3.學(xué)生代表答：

①兩種情況下，彈簧振子振動的范圍大小不同；

②振子振動的強(qiáng)弱不同.4.教師激勵評價，并概括板書：

同學(xué)們觀察得很細(xì)，得到了正確的結(jié)論，在物理中，我們用振幅來描述物體的振動強(qiáng)弱.①振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量；

②振動物體離開平衡位置的最大距離叫振幅；

③振幅的單位是米.5.取一段琴弦，使其兩端固定且被張緊，用實物投影儀進(jìn)行投影.①第一次使琴弦的振幅小些，聽它發(fā)出的聲音的強(qiáng)弱；

②第二次使琴弦的振幅大些，聽它發(fā)出的聲音的強(qiáng)弱.比較后，加深對振幅的理解.6.用投影片出示問題，振幅和位移有什么區(qū)別?

①用實物投影儀投影彈簧振子所做的振動，并用cai課件模擬該運動.②學(xué)生觀察上述運動，并總結(jié)振幅和位移的區(qū)別和聯(lián)系.③學(xué)生代表答：

ａ.振幅是指振動物體離開平衡位置的最大距離；而位移是振動物體所在位置與平衡位置之間的距離.ｂ.對于一個給定的振動，振子的位移是時刻變化的，但振幅是不變的.ｃ.位移是矢量，但振幅是標(biāo)量.ｄ.振幅等于最大位移的數(shù)值.(二)周期和頻率

1.介紹什么是全振動?

①用多媒體展示如圖所示的全振動［物體從ｏ→ａ→ｏ→ａ′→ｏ］

②學(xué)生描述：從ａ點開始，一次全振動的完整過程［ａ→ｏ→ａ′→ｏ→ａ］ 從ａ′點開始，一次全振動的完整過程：［ａ′→ｏ→ａ→ｏ→ａ′］

2.在兩個勁度系數(shù)不同的彈簧下掛兩個質(zhì)量相同的物體，讓這兩個彈簧振子以相同的振幅振動，觀察到振子振動的快慢不同.3.問：用什么來描述簡諧運動的快慢呢?

學(xué)生閱讀課文后回答：

①用周期和頻率來描述機(jī)械振動的快慢.②老師總結(jié)并板書：

做簡諧運動的物體完成一次全振動所需的時間，叫做振動的周期，單位：秒.單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，叫頻率，單位：赫茲.③周期和頻率之間的關(guān)系：ｔ＝1 f

4.過渡設(shè)問：如果改變彈簧振子的振幅、振動的周期是否會改變呢?

(三)研究彈簧振子的周期與什么因素有關(guān)

1.提出問題：猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定?

①教師同時演示兩個不同的彈簧振子(彈簧不同，振子小球質(zhì)量也不同)，學(xué)生觀察到：兩個彈簧振子的振動不同步，說明它們的周期不相等.②學(xué)生猜想：影響彈簧振子周期的因素可能有：振幅、振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù).2.我們要想證明猜想是否正確，必須通過實驗驗證，那么同學(xué)們討論一下：研究彈簧振子振動的周期你準(zhǔn)備采用哪些實驗裝置?

3.方案：彈簧一端固定，另一端系著小球，讓小球在豎直方向上振動.4.研究彈簧振子周期的決定因素.①介紹實驗的有關(guān)注意事項

ａ.介紹秒表的正確讀數(shù)及使用方法.ｂ.應(yīng)選擇振子經(jīng)過平衡位置的時刻作為開始計時的時刻

.t

n

②給每二位同學(xué)發(fā)一塊秒表，全班同學(xué)同時測講臺上演示的彈簧振子的振動周期.③實驗一：用同一彈簧振子，質(zhì)量不變，振幅較小與較大時，測出振動的周期ｔ1和

ｔ1′并進(jìn)行比較后得到結(jié)論：

彈簧振子的振動周期與振幅大小無關(guān).④實驗二：用同一彈簧，拴上質(zhì)量較小和較大的小球，在振幅相同時，分別測出振動的周期ｔ2和ｔ2′，比較后得到結(jié)論.彈簧振子的振動周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時，周期較小.⑤實驗三：保持小球的質(zhì)量和振幅不變，換用勁度系數(shù)不同的彈簧，測出振動的周期t3和ｔ3′，比較后得到結(jié)論.彈簧振子的振動周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時，周期較小.5.通過上述實驗，我們得到：

彈簧振子的周期由振動系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無關(guān)，所以把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率.六、鞏固練習(xí)

1.彈簧振子振幅取決于開始振動時外界因素，振幅的大小標(biāo)志著系統(tǒng)總機(jī)械能的多少.2.如圖所示，彈簧振子在ａａ′間做簡諧振動，o為平衡位置，ａａ′間距離是10cm，ａ′→ａ運動時間是1s，則（cd）

a.振動周期是1s，振幅是10cm

b.從ａ′→o→ａ振子做了一次全振動

c.經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程是40cm

d.從ａ′開始經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm

3.一個做簡諧運動的質(zhì)點，先后以同樣大小的速度通過相距10cm的a、b兩點，歷時0.5s.過b點后再經(jīng)過0.5s質(zhì)點以大小相等、方向相反的速度再次通過b點，則質(zhì)點振動的周期是（c）

a.0.5s b.1.0s c.2.0s d.4.0s

a b

七、小結(jié)

1.振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離；振動物體完成一次全振動所需要的時間叫周期；單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫頻率.2.當(dāng)振動物體以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程就是一次全振動；一次全振動是簡諧運動的最小運動單元，振子的運動過程就是這一單元運動的不斷重復(fù).3.由于物體振動的周期和頻率只與振動系統(tǒng)本身有關(guān)，所以也叫固有周期和固有頻率.八、板書設(shè)計

ｃ.振動周期的求解方法：ｔ＝，ｔ表示發(fā)生ｎ次全振動所用的總時間.振動物體離開平衡位置的最大距離（ｍ)，是標(biāo)量 a表示振動的強(qiáng)弱 等于振動物體的最大位移的絕對值 做簡諧振動的物體完成一次全振動所用的（ｓ）(t只有物體振動狀態(tài)再次恢復(fù)到與起始時刻完全相同 成一次全振動

單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)（ｈｚ）ｔ＝(ｆ)1 f

當(dāng)周期t與頻率ｆ是振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定時，叫固

有周期或固有頻率

第二篇：振幅、周期和頻率物理教案

一、素質(zhì)教育目標(biāo)

（一）知識教學(xué)點

1．知道什么是振幅、周期和頻率，知道什么是固有周期和固有頻率．

2．理解并掌握周期和頻率的關(guān)系

（二）能力訓(xùn)練點

1．用對比的方法認(rèn)識描述簡諧運動的特征量：振幅、周期和頻率．

2．在分析振子的振幅、周期和頻率的過程中，提高學(xué)生的觀察能力及解決實際問題的能力．

3．學(xué)會使用秒表，掌握用秒表測彈簧振子周期的操作技能．

（三）德育滲透點

1．不同性質(zhì)的運動包含各自不同的特殊矛盾．

2．事物矛盾的特殊性規(guī)定著它的特殊本質(zhì)，使它與別的事物區(qū)別開來．

（四）美育滲透點

通過豐富多彩的儀器，給學(xué)生展示一幅美的畫面，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．

二、學(xué)法引導(dǎo)

通過學(xué)生的觀察來引導(dǎo)學(xué)生確定研究簡諧振動的參量及如何確定．通過控制變量法來確定各個參量的決定因素．

三、重點·難點·疑點及解決辦法

1．重點

（1）振幅、周期和頻率的概念

（2）振幅、周期和頻率在實際中的運用．

2．難點

振幅和位移、周期和頻率的區(qū)別

3．疑點

振動的周期和頻率、振動的固有周期和固有頻率各自的物理意義．

4．解決辦法

（1）運用對比描述幾種典型運動的特征量．

（2）運用掛圖、幻燈或多媒體課件加深對振幅、周期和頻率概念的認(rèn)識．

（3）教師演示、講解、理論實踐相結(jié)合，理解三個概念．

四、課時安排

1課時

五、教具學(xué)具準(zhǔn)備

勁度系數(shù)不同的兩支彈簧、質(zhì)量不同的砝碼、幻燈片、幻燈機(jī)、多媒體課件、秒表（五十只）、掛圖、鐵架臺．

六、師生互動活動設(shè)計

1．教師用實驗引導(dǎo)學(xué)生思考、分析，確定參量及決定因素．

2．學(xué)生通過觀察、分析、歸納并通過控制變量去探索所學(xué)內(nèi)容．

七、教學(xué)步驟

（一）明確目標(biāo)

（略）

（二）整體感知

本節(jié)描述了周期性運動的幾個基本概念，是進(jìn)一步認(rèn)識簡諧運動的基礎(chǔ)課，也為后面交流、電磁振蕩等知識的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)．

（三）重點、難點的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過程

【新課導(dǎo)入】

多媒體課件（或幻燈片）

幾種典型運動的比較運動種類 受力特點描述運動物理量勻速直線運動

合外力為零（理想狀態(tài)不受力）t、s、v勻變速直線運動 合外力是恒量t、s、v、a勻速圓周運動

合外力垂直于速度，且大小不變t、s、v、w簡諧運動 合外力為回復(fù)力，且 ？

【新課教學(xué)】

演示，將豎直彈簧振子從平衡位置往下拉一小段距離，釋放后，觀察它的振動；然后再往下拉稍大一段距離，釋放后，再觀察它的振動．

這兩次振動的范圍大小不同，可用下述物理量區(qū)分．

一、振幅

1．定義：振動物體離開平衡位置的最大距離，單位：m

演示，豎直彈簧振子從平衡位置拉下的距離不同，振子振動的強(qiáng)弱不同，幻燈實物投影，比較琴弦振動振幅不同時聲音的強(qiáng)弱．

2．作用：描述振動的強(qiáng)弱（如圖中的oa或）

振幅和位移的區(qū)別是什么？

對于一個給定的振動，振子的位移是時刻變化的，但振幅是不變的，位移是矢量，振幅是標(biāo)量，它等于最大位移的數(shù)值．

演示．讓掛上相同重物而勁度系數(shù)不同的兩個豎直彈簧振子以相同的振幅振動，觀察振子振動的快慢不同．

提問，用什么物體量來描述簡諧運動的快慢？

二、周期和頻率

1．周期（t）：振動物體完成一次全振動所需的時間，單位：s

2．頻率（f）：單位時間完成全振動的次數(shù)，單位：hz

講授：一次全振動（往返一次）是指振子從 或 ．

3．作用：描述振動的快慢．

4．測量儀器：秒表、節(jié)拍器．

5．豎直彈簧振子周期的研究．

（1）介紹秒表的正確讀數(shù)及使用方法．

（2）開始計時的時刻應(yīng)選擇振子經(jīng)過平衡位置的時刻．

（3）振動周期用平均值法，即取全振動次數(shù)n＝30（或50）次的振動時間上，得平均周期

（4）數(shù)全振動次數(shù)時，可選倒數(shù)5－4－3－2－l－0再順數(shù)l－2－3……在數(shù)到0時立即按下啟動鍵．

（5）全班同學(xué)同時測講臺上演示的彈簧振子的振動周期．

實驗：同一彈簧振子，質(zhì)量不變，振幅較小與較大時，同學(xué)各測周期t

結(jié)論：振子的振動周期與振幅大小無關(guān)．

實驗：同一彈簧振子，振幅不變，質(zhì)量較小與較大時，同學(xué)各測同期t

結(jié)論：振子的振動周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時，周期較?。?/p>

實驗：質(zhì)量不變，不同彈簧振子（勁度系數(shù)k較小與較大時），同學(xué)各測周期t

結(jié)論：振子的振動周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，k較大時，周期較?。?/p>

彈簧振子的振動周期只決定于振子的質(zhì)量和彈簧的勁度系數(shù)，而與振幅大小無關(guān)，只決定于振動系統(tǒng)本身，因此把振動周期和頻率叫做固有周期和固有頻率．

（四）總結(jié)、擴(kuò)展

1．振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量，是振子離開平衡位置的最大距離．

2．周期和頻率是描述振動快慢的物理量．

振動的物體完成一次全振動所需的時間，叫做振動的周期，用t表示．

單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)，叫做振動的頻率，用f表示．

周期與頻率存在如下關(guān)系式：

或

3．振幅、周期和頻率可以作為描述作振動或其他周期性運動的物體的特征量，振幅表示振動物體最大振動幅度，也可以表示速度的最大值—速度的振幅，加速度的最大值—加速度的最大值一加速度的振幅，振福還表示按正弦或余弦規(guī)律變化的物理量所具有的最大幅度值．

【例】 1．彈簧振子從距平衡位置5cm處由靜止釋放，全振動10次所用的時間為8s，那么振子的振幅是 m，周期是 s，頻率是 hz，8s內(nèi)的位移大小是 m，8s內(nèi)的路程是 m

2．甲物體完成30次全振動的時間內(nèi)，乙物體恰好完成5次全振動，那么甲、動兩物體振動周期之比是，振動頻率之比是 ．

八、板書設(shè)計

二、振幅、周期和頻率

一、振幅

1．定義：振動物體離開平衡位置的最大距離

2．作用：描述振動的強(qiáng)弱

二、周期和頻率

1．周期（t）：振動物體完成一次全振動所需的時間．

2．頻率（f）：單位時間完成全振動的次數(shù)．

3．作用：描述振動的快慢．

4．測量儀器：秒表、節(jié)拍器等．

5．豎直彈簧振子周期的研究．

6．固有頻率的含義．

第三篇：高二物理教案

寫一份優(yōu)秀教案是設(shè)計者教育思想、智慧、動機(jī)、經(jīng)驗、個性和教學(xué)藝術(shù)性的綜合體現(xiàn)。下面是小編為大家搜集整理出來的有關(guān)于高二物理教案范文，希望可以幫助到大家！

《庫侖定律》

【課 題】人教版《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理（選修3—1）》第一章第二節(jié)《庫侖定律》

【課 時】1學(xué)時

【三維目標(biāo)】

知識與技能：

1、知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達(dá)式；

2、會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計算；

3、知道庫侖扭稱的原理。

過程與方法：

1、通過學(xué)習(xí)庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學(xué)探究過程，學(xué)會通過間接手段測量微小力的方法；

2、通過探究活動培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果及結(jié)合數(shù)學(xué)知識解決物理問題的研究方法。

情感、態(tài)度和價值觀：

1、通過對點電荷的研究，讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義；

2、通過靜電力和萬有引力的類比，讓學(xué)生體會到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。

【教學(xué)重點】

1、建立庫侖定律的過程；

2、庫侖定律的應(yīng)用。

【教學(xué)難點】

庫侖定律的實驗驗證過程。

【教學(xué)方法】

實驗探究法、交流討論法。

【教學(xué)過程和內(nèi)容】

<引入新課>同學(xué)們，通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認(rèn)識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢？讓我們一起進(jìn)入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學(xué)習(xí)。

<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)>

活動一：思考與猜想

同學(xué)們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的，因此，我們應(yīng)該研究帶電體間的相互作用?？墒?，生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。

早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進(jìn)行研究，可是由于帶電紙片太不規(guī)則，牛頓對靜電力的研究并未成功。

（問題1）大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？

在靜電學(xué)的研究中，我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。

（問題2）帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關(guān)呢？

請學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽猜想。

<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系

實驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。

（提示）我們的研究到這里是否可以結(jié)束了？為什么？

這只是定性研究，應(yīng)該進(jìn)一步深入得到更準(zhǔn)確的定量關(guān)系。

（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系？

你覺得哪種可能更大？為什么？（引導(dǎo)學(xué)生與萬有引力類比）

活動二：設(shè)計與驗證

<實驗方法>

（問題4）研究F與r、q的定量關(guān)系應(yīng)該采用什么方法？

控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關(guān)系；

（2）保持r不變，驗證F與q的正比關(guān)系。

<實驗可行性討論>、困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實現(xiàn)對F大小的間接測量嗎？）

困難二：q的測量（我們現(xiàn)在并不知道準(zhǔn)確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關(guān)系，你有什么好的想法嗎？）

（思維啟發(fā)）有這樣一個事實：兩個相同的金屬小球，一個帶電、一個不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等。

——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）

（追問）現(xiàn)在，你有什么想法了嗎？

<實驗具體操作>定量驗證

實驗結(jié)論：兩個點電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。

<得出庫侖定律>同學(xué)們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結(jié)論，其實在物理學(xué)發(fā)展史上，數(shù)位偉大的科學(xué)家用了近30年的時間得到的并以法國物理學(xué)家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>

啟示一：類比猜想的價值

讀過牛頓著作的人都可能推想到：凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應(yīng)服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比，讓電磁學(xué)少走了許多彎路，形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律。馬克·吐溫曾說“科學(xué)真是迷人，根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲！”。科學(xué)家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想，才是最具有創(chuàng)造力的思維活動。

然而，英國物理史學(xué)家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！”

啟示二：實驗的精妙

1785年庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上，用自己設(shè)計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設(shè)計相當(dāng)巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉(zhuǎn)換為間接測量，從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。）

<講解庫侖定律>

1．內(nèi)容：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。

2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式：

（說明），叫做靜電力常量。

3．適用條件：（1）真空中（一般情況下，在空氣中也近似適用）；

（2）靜止的；（3）點電荷。

（強(qiáng)調(diào)）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來看下面的題目：

<達(dá)標(biāo)訓(xùn)練>

例題1：（通過定量計算，讓學(xué)生明確對于微觀帶電粒子，因為靜電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力，所以我們往往忽略萬有引力。）

（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？

（承前啟后）兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此，多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和。

例題2：（多個點電荷對同一點電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律，另一方面，也為下一節(jié)電場強(qiáng)度的疊加做鋪墊。）

（拓展說明）庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。

<本堂小結(jié)>（略）

<課外拓展>

1、課本第8頁的“科學(xué)漫步”欄目，介紹的是靜電力的應(yīng)用。你還能了解更多的應(yīng)用嗎？

2、萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學(xué)表達(dá)式，這似乎在預(yù)示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請同學(xué)查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。

《氣體的等溫變化》

教學(xué)內(nèi)容：人教版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書選修3—3教材第八章氣體第一節(jié)氣體的等溫變化。

教學(xué)設(shè)計特點：突出物理規(guī)律形成的感性基礎(chǔ)和理性探索的有機(jī)結(jié)合；通過問題驅(qū)動達(dá)成教目標(biāo)的有效實現(xiàn)；重視物理從生活中來最終回到生活中去。

1．教學(xué)目標(biāo)1、1知識與技能

（1）知道什么是等溫變化；

（2）掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式；知道定律的適用條件。

（3）理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義，增強(qiáng)運用圖象表達(dá)物理規(guī)律的能力；

1、2過程與方法

帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程，體驗控制變量法以及實驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。

1、3情感、態(tài)度與價值觀

讓學(xué)生切身感受物理現(xiàn)象，注重物理表象的形成；用心感悟科學(xué)探索的基本思路，形成求實創(chuàng)新的科學(xué)作風(fēng)。

2、教學(xué)難點和重點

重點：讓學(xué)生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程，掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，理解 p—V 圖象的物理意義。

難點：學(xué)生實驗方案的設(shè)計；數(shù)據(jù)處理。

3、教具：

塑料管，乒乓球、熱水，氣球、透明玻璃缸、抽氣機(jī)，u型管，注射器，壓力計。

4、設(shè)計思路

學(xué)生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關(guān)系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應(yīng)該以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實證精神。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實驗，讓學(xué)生明白氣體的質(zhì)量、溫度、體積和壓強(qiáng)這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系；然后與學(xué)生一道討論實驗方案，確定實驗要點，接著師生一道實驗操作，數(shù)據(jù)的處理，得出實驗結(jié)論并深入討論，最后簡單應(yīng)用等溫變化規(guī)律解決實際問題。

5．教學(xué)流程：（略）

6．教學(xué)過程

6、l課題引入

演示實驗：變形的乒乓球在熱水里恢復(fù)原狀

乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它的溫度升高，氣體的壓強(qiáng)就隨著增大，同時體積增大而恢復(fù)原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)之間有相互制約的關(guān)系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關(guān)系。

對于氣體來說，壓強(qiáng)、體積、溫度與質(zhì)量之間存在著一定的關(guān)系。高中階段通常就用壓強(qiáng)、體積、溫度描述氣體的狀態(tài)，叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的氣體當(dāng)它的三個狀態(tài)參量都不變時，我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài)；當(dāng)一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時，就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務(wù)就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。

出示課題： 第八章 氣體

師問：同時研究三個及三個以上物理量的關(guān)系，我們要用什么方法呢？請舉例說明。

生：控制變量法

比如要研究壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，需要保持質(zhì)量和溫度不變，再如要研究氣體壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系，需要保持質(zhì)量和體積不變。

師：我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強(qiáng)和體積的變化關(guān)系。

我們把溫度和質(zhì)量不變時氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系叫做等溫變化。出示本節(jié)課題：

第一節(jié) 氣體的等溫變化6、2 新課進(jìn)行

一、實驗探究

1、學(xué)生體驗壓強(qiáng)與體積的關(guān)系得出定性結(jié)論

全體同學(xué)體驗： 每個同學(xué)用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會怎么樣，思考為什么？

小組體驗：每桌同學(xué)用一只小的注射器體驗：一個同學(xué)用手指頭封閉一定質(zhì)量的氣體，另一個同學(xué)緩慢壓縮氣體，體積減小時第一個同學(xué)的手指有什么感覺，說明什么呢？反之當(dāng)我們拉動活塞增大氣體體積時，手指有什么感覺，說明什么呢？要求學(xué)生體驗并說出自己的感覺和結(jié)論（即壓縮氣體，體積減小，壓強(qiáng)增大；反之，體積增大壓強(qiáng)減?。?/p>

2、猜想

引導(dǎo)學(xué)生猜想：我們猜想：在一般情況下，一定質(zhì)量的氣體當(dāng)溫度不變時，氣體的壓強(qiáng)和體積之間可能有什么定量關(guān)系呢？

學(xué)生：壓強(qiáng)與體積成反比例關(guān)系（從最簡單的定量關(guān)系做起）

師：一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時壓強(qiáng)與體積是否是成反比例的關(guān)系，需要我們進(jìn)一步研究、這節(jié)課我們用實驗探究這一課題。

3、實驗驗證：

（1）實驗設(shè)計：

首先，要求學(xué)生完整的復(fù)述我們的實驗?zāi)康模禾骄恳欢ㄙ|(zhì)量的氣體在溫度不變情況下壓強(qiáng)與體積之間的定量關(guān)系、要求學(xué)生根據(jù)放在桌上的器材，思考試驗方案，并思考以下幾個問題：

問題1：本實驗的研究對象是什么？如何取一定質(zhì)量的氣體？實驗條件是什么？如何實現(xiàn)這一條件？

學(xué)生討論回答：研究對象是一定質(zhì)量的氣體，用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內(nèi)以獲取，實驗條件是氣體質(zhì)量不變，氣體溫度不變；活塞加油增加密閉性，推拉活塞改變體積和壓強(qiáng)；不用手握注射器；緩慢推拉活塞，穩(wěn)定后再讀數(shù)。

（或者有其他的實驗方案）

問題2： 數(shù)據(jù)收集 本實驗中應(yīng)該要收集哪些數(shù)據(jù)？ 用什么方法測量？

學(xué)生：要收集氣體的不同壓強(qiáng)和體積，用氣壓計可以測量壓強(qiáng)，注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。

問題3：數(shù)據(jù)處理 怎樣處理上述數(shù)據(jù)才能得到等溫條件下壓強(qiáng)與體積之間的正確關(guān)系呢？（學(xué)生討論并回答）

學(xué)生：常用數(shù)據(jù)處理辦法有計算法，圖象法等。

老師：能不能說得更具體一點呢？

學(xué)生：就是先把V和P乘起來，看看各組的乘積是否相等（或者近似相等），從而得到結(jié)論；圖像法就是以V為橫坐標(biāo)，P為縱坐標(biāo)，在用描點作圖法，把得到的數(shù)據(jù)作到坐標(biāo)系中，再連線，看圖像的特點，從而得到兩者的定量關(guān)系。

再讓一個學(xué)生把我們剛才分析得到的比較好的實驗方法再復(fù)述，然后師生互助完成實驗。

2、實驗過程：

師生共同完成實驗： 老師推、拉活塞，一名學(xué)生讀取數(shù)據(jù)，另一名學(xué)生設(shè)計記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理：①簡單計算 找壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系

②學(xué)生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結(jié)論？

總結(jié)提問：各小組是如何處理數(shù)據(jù)的，結(jié)論如何？（實物投影展示）

問題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢？（還是猜測）我們怎樣進(jìn)一步P和V之間的關(guān)系呢？

教師：有一種思想叫做轉(zhuǎn)化的思想。若P—V圖象為一雙曲線，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過原點的一條直線）那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧！

（師）計算機(jī)擬合：把P—V圖象轉(zhuǎn)化為P—1/V圖象。我們看到一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過原點的直線，表明壓強(qiáng)與體積成反比。

（三）實驗結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強(qiáng)與體積成反比。（學(xué)生敘述）

師：大家看到我們作出來的這條直線，還不是很準(zhǔn)確，大家可以分析在實驗過程中有哪些地方可能引起實驗誤差？

學(xué)生討論分析產(chǎn)生誤差的原因、早在17世紀(jì)，英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特分別通過更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炑芯康贸隽诉@個結(jié)論，被稱為玻意耳定律。

二、玻意耳定律

1、內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。

2、公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和 P2V2分別為氣體在兩個狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積）

3、圖象：P—1/V圖象：過原點的直線——等溫線

P—V圖象：雙曲線的一支——等溫線

三、拓展思考

問題5：在同一溫度下，取不同質(zhì)量的同種氣體為研究對象，PV乘積C一樣嗎？即對不同的氣體，C是一個普適常量嗎？（學(xué)生思考不能求解或回答不一樣）

師問：怎樣才能得到正確的結(jié)果呢？（猜想—實驗驗證）

學(xué)生：改變氣體的質(zhì)量用同樣的方法重新測量，測量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中，通過簡單的計算就能得到結(jié)果。

結(jié)論：不一樣。質(zhì)量越大，PV乘積越大。P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，P—1/V圖象斜率越大。

問題6：取相同質(zhì)量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學(xué)生猜想——驗證）

結(jié)論：不一樣。溫度較高時，PV乘積較大，P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，P—1/V圖象斜率較大。

四、玻意耳定律的應(yīng)用之定性解釋：

問題一：氣球漲大視頻。學(xué)生分析。

問題二：小實驗。裝水的瓶子下有小洞，當(dāng)蓋子打開時水會噴出，然后合上蓋子則水就不會持續(xù)地流出了。

解釋：蓋子打開時，小孔上方的壓強(qiáng)始終大于外面的壓強(qiáng)，所以水會噴出，當(dāng)蓋子蓋上時，水的上方被封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)有水流出后，瓶中空氣的體積變大，根據(jù)波意耳定律壓強(qiáng)變小，當(dāng)孔上方壓強(qiáng)小于外部大氣壓時，水就流不出去了。

五．課堂小結(jié)

1、方法 ①研究多變量問題時用控制變量法

②實驗探究方法：猜想——驗證——進(jìn)一步猜想——再驗證——得到結(jié)論

2、知識 玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。

六．教學(xué)后記：

1．課堂上讓學(xué)生從自身體驗開始，充分參與科學(xué)探究的全過程，熟悉科學(xué)探究未知世界的一般流程，并堅持滲透實事求是和精益求精的科學(xué)精神。

2．教學(xué)中對應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理數(shù)據(jù)，從而得出簡潔的物理學(xué)規(guī)律的過程，讓學(xué)生多練習(xí)多體驗，以使學(xué)生真正掌握，并且多給時間讓學(xué)生從圖像中找出規(guī)律，以提高學(xué)生認(rèn)識圖像與應(yīng)用圖像分析問題的能力。

3．教學(xué)中學(xué)生參與小實驗及視頻材料能很好地吸引學(xué)生的注意力，提高教學(xué)的有效性。

4、物理來源于社會生活實踐，反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象，有效杜絕物理和生活相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生、也有利于學(xué)生正確物理觀的形成。

《簡諧運動的描述》

1、理解振幅、周期和頻率的概念，知道全振動的含義。

2、了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意義。

3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義，能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。

4、理解簡諧運動圖象的物理意義，會根據(jù)振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。

重點難點：對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解，相位的物理意義。

教學(xué)建議：本節(jié)課以彈簧振子為例，在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時，引入描繪簡諧運動的物理量（振幅、周期和頻率），再通過單擺實驗引出相位的概念，最后對比前一節(jié)得出的圖象和數(shù)學(xué)表達(dá)式，進(jìn)一步體會這些物理量的含義。本節(jié)要特別注意相位的概念。

導(dǎo)入新課：你有喜歡的歌手嗎？我們常常在聽歌時會評價，歌手韓紅的音域?qū)拸V，音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞，獨具個性……但同樣的歌曲由大多數(shù)普通人唱出來，卻常常顯得干巴且單調(diào)，為什么呢？這些是由音色決定的，而音色又與頻率等有關(guān)。

1、描述簡諧運動的物理量

（1）振幅

振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。

（2）全振動

振子以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程稱為③全振動，這一過程是一個完整的振動過程，振動質(zhì)點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。

（3）周期和頻率

做簡諧運動的物體，完成⑤全振動的時間，叫作振動的周期;單位時間內(nèi)完成⑥全振動的次數(shù)叫作振動的頻率。在國際單位制中，周期的單位是⑦秒，頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期，用f表示頻率，則周期和頻率的關(guān)系是⑨f=。

（4）相位

在物理學(xué)中，我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態(tài)。

2、簡諧運動的表達(dá)式

（1）根據(jù)數(shù)學(xué)知識，xOy坐標(biāo)系中正弦函數(shù)圖象的表達(dá)式為 y=Asin（ωx+φ）。

（2）簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關(guān)系的表達(dá)式為 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表簡諧運動的振幅，ω叫作簡諧運動的“圓頻率”，ωt+φ代表相位。

1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關(guān)系？

解答：彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。

2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎？

解答：不是。描述任何周期性過程，都可以用這兩個概念。

3、如果兩個振動存在相位差，它們振動步調(diào)是否相同？

解答：不同。

主題1：振幅

問題：（1）同一面鼓，用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面，鼓面的振動有什么不同？聽上去感覺有什么不同？

（2）根據(jù)（1）中問題思考振幅的物理意義是什么？

解答：（1）用較大的力敲，鼓面的振動幅度較大，聽上去聲音大;反之，用較小的力敲，鼓面的振動幅度較小，聽上去聲音小。

（2）振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量，振幅的大小對應(yīng)著物體振動的強(qiáng)弱。

知識鏈接：簡諧運動的振幅是物體離開平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動的強(qiáng)弱和能量，它不同于簡諧運動的位移。

主題2：全振動、周期和頻率

問題：（1）觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖，振子從P0開始向左運動，怎樣才算完成了全振動？列出振子依次通過圖中所標(biāo)的點。

（2）閱讀課本，思考并回答下列問題：周期和頻率與計時起點（或位移起點）有關(guān)嗎？頻率越大，物體振動越快還是越慢？振子在一個周期內(nèi)通過的路程和位移分別是多少？

（3）完成課本“做一做”，猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定？假如我們能看清楚振子的整個運動過程，那么從什么位置開始計時才能更準(zhǔn)確地測量振動的周期？為什么？

解答：（1）振子從P0出發(fā)后依次通過O、M'、O、P0、M、P0的過程，就是全振動。

（2）周期和頻率與計時起點（或位移起點）無關(guān);頻率越大，周期越小，表示物體振動得越快。振子在一個周期內(nèi)通過的路程是4倍的振幅，而在一個周期內(nèi)的位移是零。

（3）影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)等;從振子經(jīng)過平衡位置時開始計時能更準(zhǔn)確地測量振動周期，因為振子經(jīng)過平衡位置時速度最大，這樣計時的誤差最小。

知識鏈接：完成全振動，振動物體的位移和速度都回到原值（包括大小和方向），振動物體的路程是振幅的4倍。

主題3：簡諧運動的表達(dá)式

問題：閱讀課本有關(guān)“簡諧運動的表達(dá)式”的內(nèi)容，討論下列問題。

（1）一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動？

（2）若采用國際單位，簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關(guān)系的表達(dá)式x=Asin（ωt+φ）中ωt+φ的單位是什么？

（3）甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同，相位差為，這意味著什么？

解答：（1）相位每增加2π就意味著完成了全振動。

（2）ωt+φ的單位是弧度。

（3）甲和乙兩個簡諧運動的相位差為，意味著乙（甲）總是比甲（乙）滯后個周期或次全振動。

知識鏈接：頻率相同的兩個簡諧運動，相位差為0稱為“同相”，振動步調(diào)相同;相位差為π稱為“反相”，振動步調(diào)相反。

1、（考查對全振動的理解）如圖所示，彈簧振子以O(shè)為平衡位置在B、C間做簡諧運動，則（）。

A、從B→O→C為全振動

B、從O→B→O→C為全振動

C、從C→O→B→O→C為全振動

D、從D→C→O→B→O為全振動

【解析】選項A對應(yīng)過程的路程為2倍的振幅，選項B對應(yīng)過程的路程為3倍的振幅，選項C對應(yīng)過程的路程為4倍的振幅，選項D對應(yīng)過程的路程大于3倍的振幅，又小于4倍的振幅，因此選項A、B、D均錯誤，選項C正確。

【答案】C

【點評】要理解全振動的概念，只有振動物體的位移與速度第同時恢復(fù)到原值，才是完成全振動。

2、（考查簡諧運動的振幅和周期）周期為T=2 s的簡諧運動，在半分鐘內(nèi)通過的路程是60 cm，則在此時間內(nèi)振子經(jīng)過平衡位置的次數(shù)和振子的振幅分別為（）。

A、15次，2 cm B、30次，1 cm

C、15次，1 cm D、60次，2 cm

【解析】振子完成全振動經(jīng)過軌跡上每個位置兩次（除最大位移處外），而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。

【答案】B

【點評】一個周期經(jīng)過平衡位置兩次，路程是振幅的4倍。

3、圖示為質(zhì)點的振動圖象，下列判斷中正確的是（）。

A、質(zhì)點振動周期是8 s

B、振幅是4 cm

C、4 s末質(zhì)點的速度為負(fù)，加速度為零

D、10 s末質(zhì)點的加速度為正，速度為零

【解析】由振動圖象可得，質(zhì)點的振動周期為8 s，A對;振幅為2 cm，B錯;4 s末質(zhì)點經(jīng)平衡位置向負(fù)方向運動，速度為負(fù)向最大，加速度為零，C對;10 s末質(zhì)點在正的最大位移處，加速度為負(fù)值，速度為零，D錯。

【答案】AC

【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅，可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。

4、（考查簡諧運動的表達(dá)式）兩個簡諧運動分別為x1=4asin（4πbt+π）和x2=2asin（4πbt+π），求它們的振幅之比、各自的頻率，以及它們的相位差。

【解析】根據(jù)x=Asin（ωt+φ）得：A1=4a，A2=2a，故振幅之比 = =

2由ω=4πb及ω=2πf得：二者的頻率都為f=2b

它們的相位差：（4πbt+π）—（4πbt+π）=π，兩物體的振動情況始終反相。

【答案】2∶1 2b 2b π

【點評】要能根據(jù)簡諧運動的表達(dá)式得出振幅、頻率、相位。

拓展一：簡諧運動的表達(dá)式

1、某做簡諧運動的物體，其位移與時間的變化關(guān)系式為x=10sin 5πt cm，則：

（1）物體的振幅為多少？

（2）物體振動的頻率為多少？

（3）在時間t=0、1 s時，物體的位移是多少？

（4）畫出該物體簡諧運動的圖象。

【分析】簡諧運動位移與時間的變化關(guān)系式就是簡諧運動的表達(dá)式，將它與教材上的簡諧運動表達(dá)式進(jìn)行對比即可得出相應(yīng)的物理量。

【解析】簡諧運動的表達(dá)式x=Asin（ωt+φ），比較題中所給表達(dá)式x=10sin 5πt cm可知：

（1）振幅A=10 cm。

（2）物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。

（3）t=0、1 s時位移x=10sin（5π×0、1）cm=10 cm。

（4）該物體簡諧運動的周期T==0、4 s，簡諧運動圖象如圖所示。

【答案】（1）10 cm（2）

2、5 Hz（3）10 cm（4）如圖所示

【點撥】在解答簡諧運動表達(dá)式的題目時要注意和標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式進(jìn)行比較，知道A、ω、φ各物理量所代表的意義，還要能和振動圖象結(jié)合起來。

拓展二：簡諧振動的周期性和對稱性

甲

2、如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置做簡諧運動，從O點開始計時，振子第到達(dá)M點用了0、3 s的時間，又經(jīng)過0、2 s第二次通過M點，則振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間可能是（）。

A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s

【分析】題目中只說從O點開始計時，并沒說明從O點向哪個方向運動，它可能直接向M點運動，也可能向遠(yuǎn)離M點的方向運動，所以本題可能的選項有兩個。

乙

【解析】如圖乙所示，根據(jù)題意可知振子的運動有兩種可能性，設(shè)t1=0、3 s，t2=0、2 s

第一種可能性：=t1+=（0、3+）s=0、4 s，即T=1、6 s

所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=+2t1=（0、8+2×0、3）s=1、4 s

第二種可能性：t1—+=，即T= s

所以振子第三次通過M點還要經(jīng)過的時間t3=t1+（t1—）=（2×0、3—）s= s。

【答案】AC

【點撥】解答這類題目的關(guān)鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復(fù)通過同一點時，速度大小相等、方向相反;通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點時，速度大小相等、方向相同或相反;往復(fù)通過同一段距離或通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意，因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解，所以求解時別漏掉了其他可能出現(xiàn)的情況。

第四篇：高二物理教案電場-電場和電場強(qiáng)度

電場和電場強(qiáng)度

【教學(xué)結(jié)構(gòu)】

一.一.電場，是物質(zhì)的一種特殊形態(tài).1.電荷周圍存在電場.分析庫侖力:ＱＡ對ＱＢ的作用力,是在其周圍產(chǎn)生電場,通過電場作用給B.2.電場力,ＱＢ在ＱＡ產(chǎn)生的電場中受到的力.電荷在電場中受到的力稱為電場力.同一電荷在不同電場中或在同一電場不同位置所受電場力的大小和方向均可能不同.二.電場強(qiáng)度.描述電場力的性質(zhì)的物理量 1.1.電場的強(qiáng)弱,電荷q放在電場A處所受電場力為FA,放置B處受電場力為FB,若FA＞FB到A處電場比B處強(qiáng).2.2.電場強(qiáng)度:描述電場強(qiáng)弱的物理量.FE?q.放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它電量的比值,叫這點 的電場強(qiáng)度,簡稱為場強(qiáng).其物理意義為:單位電量的電荷在電場中受到的電場力.這是物理中常用的一種方法.同于單位時間物體的位移表示物體運動快慢.3.3.場強(qiáng)是描述電場性質(zhì)的物質(zhì)的物理量,只由電場決定,與檢驗電荷無關(guān).例

FAEA?q,EA與q的大小無關(guān),與q是否存在無關(guān).不能理解如在A點場強(qiáng)為EA與FA成正比,與q成反比.E?Fq4.4.場強(qiáng)是矢量.其大小按定義式計算即可,其方向為正電荷的受力方向為該點場強(qiáng)方向.其單位為NC.5.5.電場強(qiáng)度和電場力是兩個不同的物理量,就像速度和位移是完全不同的兩個概念.最

根本不同的是:場強(qiáng)是表示電場的性質(zhì)的物理量,電場力是電荷在電場中受的電場的作用力.還應(yīng)在大小、方向、單位等諸方面加以比較，它們的關(guān)系是F?Eq或FE?q.6.6.點電荷在真空中電場的場強(qiáng).在點電荷Q形成的電場中,距Q為r處放入點電荷q,如

圖1所示,q受的電場力即庫侖力

義或該處場強(qiáng)為

E?F?KQqr2,根據(jù)場強(qiáng)定

FQ?K2qr,r可取任意值,因此E?KQr2即為點電荷在真空中場強(qiáng)公式,Q為場源電量,r為某點到場源的距離.k為靜電常數(shù).其方向,若Q為正;+q受力方向如圖所示,即為該點場強(qiáng)方向,若Q為負(fù),場強(qiáng)方向與圖示方向相反.若把+q換成-q,所受電場力方向正與場強(qiáng)方向相反.注意:

E?E?KQr2是適用于點電荷在真空中的電場.而

Fq適用各種電場.7.場強(qiáng)可以合成分解,并遵守平行四邊形法則,如圖示2所示.QA與QB在C處的場強(qiáng)分別為EA、EB,E 即是E與E的合成場強(qiáng).若在C處放一個-q點電荷,AB所受電場力方向應(yīng)與E反方向.三.三.電場線

1.電場線是描述電場強(qiáng)度分布的一族曲線.描述方法:用曲線的疏密描述電場的強(qiáng)弱,用曲線某點的切線方向表示該點場強(qiáng)方向.2.2.電場的特點:(1)(1).在靜電場中,電場線從正電荷起,終于負(fù)電荷,不閉合曲線.(2)(2).電場線不能相交,否則一點將有兩個場強(qiáng)方向.(3)(3).電場線不是電場里實際存在的線,是為使電場形象化的假想線.3.3.點電荷的電場線.圖

3、圖4為正、負(fù)點電荷電場線的分布，應(yīng)熟悉.從圖5可看出,E1為+Q在A處的場強(qiáng),E2為－Q在A處的場強(qiáng),E為E1與E2的合場強(qiáng),正好為電場線在A的切線。兩個點電荷形成的電場中,每條電場線上每個點符合上述的關(guān)系。

4.勻強(qiáng)電場

(1)(1).定義:在電場的某一區(qū)域里,如果各點場強(qiáng)

大小和方向都相同,這個區(qū)域的電場叫勻強(qiáng)

電場.(2)(2).電場線如圖6所示.電場線互相平行的直線,線間距離相等.(3)(3).兩塊靠近、正對且等大平行的金屬板,分別帶等量 正負(fù)電荷時,它們之間的電場是勻強(qiáng)電場.邊緣附近除外.四.四.電場中的導(dǎo)體.1.1.導(dǎo)體的特征:導(dǎo)體內(nèi)部有大量可以自由移動的電荷.金屬導(dǎo)體可自由移動是自由電子.2.2.靜電感應(yīng):導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷是電場的作用而重新分布的現(xiàn)象.認(rèn)真分析如圖所示的物理過程:把金屬導(dǎo)體置于勻強(qiáng)電場

中.金

屬導(dǎo)體中自由電子在電場力作用向左運動,達(dá)到左外表面,而右外表面帶正電.金屬導(dǎo)體外表面帶的等量正負(fù)電荷稱為感應(yīng)電荷,感應(yīng)電荷形成電場E?的方向與電場E方向相反向左,E?隨著感應(yīng)電荷增加而變大,當(dāng)E?=E時,導(dǎo)體內(nèi)場強(qiáng)為零, 自由電子不受電場力作用,停止定向運動.達(dá)到靜電平衡.靜電平衡:導(dǎo)體中(包括表面)沒有電荷走向移動的狀態(tài)叫靜電平衡.3.3.在導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時有(1)(1).在導(dǎo)體內(nèi)部的場強(qiáng)處處為零(2)(2).導(dǎo)體表面任何一點場強(qiáng)方向與該點表面垂直.(3)(3).電荷只能分布在外表面上.4.4.利用處于靜電平衡狀態(tài)時,導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零的特點,利用金屬網(wǎng)罩(金屬包皮)把外

電場遮住,使內(nèi)部不受電場影響即靜電屏數(shù).【解題點要】

例一.例一.在電場中A處放點電荷q,其受電場力為F,方向向左,則A處場強(qiáng)大小為, 方向為

.若將A處放點電荷為－2q,則該處電場強(qiáng)度將,方向?qū)?/p>

.解析:根據(jù)電場強(qiáng)度定義式

EA?Fq.場度方向向左,在A處放－2q點電荷.該處場強(qiáng)大小,方向都不變.注意:場強(qiáng)是表示電場性質(zhì)的物理量.是由電場決定,與點電荷電量無關(guān),與點電荷電性無關(guān).例二.例二.如圖8所示,一個質(zhì)量為30g帶電量

?17.?10?8C的半徑極小的小球,用絲線懸掛在某勻

強(qiáng)電場中,電力線與水平面平行.當(dāng)小球靜止時,測得懸線與豎直夾角為30°,由此可知勻強(qiáng)電場方向

為

,電場強(qiáng)度大小為

NC.(g取s2)

解析:分析小球受力,重力mg豎直向下,絲線拉力T沿絲

線方向向上,因為小球處于平衡狀態(tài),還應(yīng)受水平向左的電場力F.小球帶負(fù)電,所受電場力方向與場強(qiáng)方向向反,所以場強(qiáng)方向水平向右.小球在三個力作用之下處于平衡狀態(tài).三個力的合力必為零.所以

2m10F=mgtg30°又F?Eq

Eq=mgtg30° 30?10?3?10?33?10.?10?7NC?817.?10E=mgtg30°=

例三.例三.關(guān)于電場線,下述說法中正確的是 A.A.電場線是客觀存在的

B.B.電場線與電荷運動的軌跡是一致的.C.C.電場線上某點的切線方向與與電荷在該點受力方向可以不同.D.D.沿電場線方向,場強(qiáng)一定越來越大.解析:電場線不是客觀存在的,是為了形象描述電場的假想線,A選項是錯的.B選項也是錯的,靜止開始運動的電荷所受電場力方向應(yīng)是該點切線方向,下一時刻位置應(yīng)沿切線方向上,可能在電場線上,也可能不在電場線上,軌跡可能與電場線不一致.何況電荷可以有初速度,運動軌跡與初速度大小方向有關(guān),可能軌跡很多,而電場線是一定的.正電荷在電場中受的電場力方向與該點切線方向相同,而負(fù)電荷所受電場力與該點切線方向相反,選項C是正確的.場強(qiáng)大小與場強(qiáng)的方向無關(guān),與電場線方向無關(guān) ,D選項是錯的.本題答案應(yīng)是:C.例四.在x軸上A、B兩處分別放有兩個點電荷，A處為－Q,B處為+2Q,在x軸上某處,兩個電荷各自產(chǎn)生電場強(qiáng)度數(shù)值為EA和EB,則（）A.EA=EB之點,只有一處,該處合場強(qiáng)為0;B.B.EA=EB之點有兩處,一處合場強(qiáng)為0,另一處合場強(qiáng)為2EA C.C.EA=EB之點共有三處,其中兩處合場強(qiáng)為0;另一處合場強(qiáng)為2EA D.D.EA=EB之點共有三處,其中一處合場強(qiáng)為0,另二處合場強(qiáng)為2EA

解析:根據(jù)題意畫出圖9,在AB之間某點x1,－Q在x1處產(chǎn)生的場強(qiáng)EA?KQrA2.+2Q產(chǎn)生的場強(qiáng)

22EB?KQ122r?rB2,當(dāng)A2rB時,EA=EB，EA方向向左,EB的方向向左,合場強(qiáng)

E=2EA.在A點左側(cè)x2處,Ax2=rA,Bx2=rB,rA?2rB存在, EA=EB,EA的方向向右,EB的方向向左,合場強(qiáng)E=0.122rA?rB2不可能, EA=EB不存在.所以EA=EB之點有在B點右側(cè)x3處, Ax2＞Bx2, 兩處,且合場強(qiáng)一處為0,另一處為2EA,答案應(yīng)選,B.例五.例五.如圖10所示,正電荷q在電場力作用下由p向Q做加速運動,而且加速度越來越大, 那么可以斷定,它所在的電場是圖中哪能一個?（）

解析:帶電體在電場中做加速運動,其電場力方向與加速度方向相同,加速度越來越大電荷所受電場力應(yīng)越來越大,電量不變,電場力F?Eq,應(yīng)是E越來越大.電

場線描述電場強(qiáng)度分布的方法是,電場線密度越大,表示場強(qiáng)越大,沿PQ方向.電場線密度增大的情況才符合題的條件.應(yīng)選D.例六.例六.如圖11所示,在勻強(qiáng)電場中的O點放

置點電荷Q,其帶電量為2.0?10?8C,此時距

O點10cm處的P點,場強(qiáng)恰好為零.求原勻

強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小是多少?若以O(shè)點為圓心,以O(shè)P長為半徑作一圓,在O點正上方圓周上S點的場強(qiáng)的大小是多少?方向如何? 解析:P點場強(qiáng)EP=0,應(yīng)為原場E與點電荷Q在P產(chǎn)生場強(qiáng)EQ的合場強(qiáng)。E與EQ大小相等方向相反。大小關(guān)系為

?8Q2.0?10E?EQ?K2?9.0?109?18.?10?3NC2op(01.).Q在S點產(chǎn)生場強(qiáng)大小等于EQ，方向向上，與原場強(qiáng)E垂直，S處場強(qiáng)ES是E與EQ的合場強(qiáng)，如圖12所示。ES?2E?2.5?103NC.方向:與E成45°角向上.【課余思考】

1.什么是電場強(qiáng)度?其方向是如何規(guī)定的,寫出場強(qiáng)定義式和點電荷在真空中各點場強(qiáng)的計算式? 2.2.區(qū)分電場強(qiáng)度,電場力兩個概念.【同步練習(xí)】 1.1.下列關(guān)于電場強(qiáng)度的敘述正確的是（）A.A.電場中某點的場強(qiáng)在數(shù)值上等于單位電荷受到的電場力 B.電場中某點的場強(qiáng)與該點檢驗電荷所受電場力成正比

C.電場中某點的場強(qiáng)與方向就是檢驗電荷在該點所受電場力方向 D.D.電場中某點的場強(qiáng)與該點有無檢驗電荷無關(guān)

2.真空中兩個帶電量分別為Q和4Q的正點電荷,位于相距為30cm的A、B兩點,將另一個正電荷q置于AB連線上的C點,q受的合力恰好為零,C點距A

點

cm處.若將電荷q取走,C點場強(qiáng)為

NC.3.3.如圖13所示,AB為體積可以忽略的帶

電小

?8?8球,QA?2.0?10C,QB??2.0?10C，AB相距3cm，在水平外電場作用下AB保持靜止,懸線都沿豎直方向,則外電場的

場強(qiáng)

,方向

,AB中點處總場強(qiáng)大小為

,方向為

.4.在場強(qiáng)為E,方向豎直向下的勻強(qiáng)電場中,有兩個質(zhì)量均為m的帶電小球,電量分別為+2q和－q.用長為l的絕緣細(xì)線相連,另用絕緣細(xì)線系住帶正電的小球懸掛于O處,處于平衡狀態(tài),如圖14所示,重力加速度為g,則細(xì)線對O點的作用力等于

.?52.0?10NC水平向左、【參改答案】1.AD 2.10、O 3.16.?106NC、水平向右4.2mg+Eq

第五篇：[高二物理教案10-1]

[高二物理教案10-1] 10.1 波的形成和傳播

一、教學(xué)目標(biāo)

1、知識目標(biāo)：

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”，知道波在傳播運動形式的同時也傳遞了能量

2、能力目標(biāo)：

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 ③培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力和思維能力 3．情感目標(biāo)：

①培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心、認(rèn)真、一絲不茍做實驗的品質(zhì)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的工作作風(fēng)

②培養(yǎng)學(xué)生互相團(tuán)結(jié)、分工協(xié)作的團(tuán)隊精神

二、教學(xué)重點、難點分析

機(jī)械波的形成過程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點，也是本節(jié)課的難點。解決方案：通過課堂實驗和課件演示以及鞏固練習(xí)來突破重難點，同時引導(dǎo)學(xué)生看書

三、教學(xué)方法

實驗探索和計算機(jī)輔助教學(xué)

四、教具

絲帶、波動演示箱、水平懸掛的長彈簧、音叉、計算機(jī)、投影儀、大屏幕、自制CAI課件

五、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（激發(fā)興趣，引出課題）

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(xué)們再舉出幾個有關(guān)波的例子。（學(xué)生舉例，活躍氣氛；讓學(xué)生在大量生活實例中感觸波的存在，增強(qiáng)感性認(rèn)識。）

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。

【板書】機(jī)械波

（二）進(jìn)行新課

現(xiàn)在學(xué)習(xí)第一節(jié)，波的形成和傳播。【板書】

一、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）

（演示實驗，進(jìn)一步為學(xué)生提供感性認(rèn)識，激發(fā)興趣）

師生共同分析，得出波產(chǎn)生的條件：①波源，②介質(zhì)。（為研究波的形成奠定基礎(chǔ)）

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）

【板書】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(jìn)行實驗探索并完成實驗報告。實驗?zāi)康模禾剿鞑ǖ男纬稍蚝蛡鞑ヒ?guī)律

實驗

（一），學(xué)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2~3cm用墨水染上一個點，代表絲帶上的質(zhì)點。重復(fù)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。

①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？___________ ②分析：絲帶上凹凸相間的波形是怎樣產(chǎn)生的？___________________（可以參閱課本第3頁）

③觀察絲帶上的質(zhì)點是否隨波向遠(yuǎn)處遷移？__________ 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(dǎo)學(xué)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：①后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻_______，從總體上看形成凹凸相間的波。

②各質(zhì)點的振動沿________方向，波的傳播沿_______方向，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向_______。

③質(zhì)點是否沿波的傳播方向遷移？_______ 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(fù)步驟（1）。①觀察:：紅布條是否隨波遷移？________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：①后面的質(zhì)點總比前面的質(zhì)點開始振動的時刻________，從總體上看形成疏密相間的波。

②各質(zhì)點的振動沿________，波的傳播沿_______方向，質(zhì)點振動方向與波的傳播方向_______。

③質(zhì)點是否沿波的傳播方向遷移？_______ 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：

①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。因此，波傳播的是_________________，而不是介質(zhì)本身。

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_________的一種方式。

【板書】

1、機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播，形成機(jī)械波。

2、機(jī)械波的分類：橫波、縱波

3、波傳播的是振動形式，是振動的能量。

師生雙邊活動，實驗探索，總結(jié)規(guī)律。（從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，實現(xiàn)認(rèn)識上的第一次飛躍。）

（三）計算機(jī)輔助教學(xué)：

1、波的分類演示

2、橫波的形成過程及傳播規(guī)律

3、縱波的形成過程及傳播規(guī)律（形象直觀，鞏固升華）

（四）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，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？（從理性認(rèn)識回到感性認(rèn)識，實現(xiàn)認(rèn)識的第二次飛躍）

2、本來是靜止的質(zhì)點，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）布置作業(yè)：

1、書面作業(yè)：列舉生活中常見的有關(guān)機(jī)械波的例子（橫波、縱波各一例）簡述它們是如何形成的。（培養(yǎng)學(xué)生觀察生活并用所學(xué)物理知識解決實際問題的能力和表達(dá)能力）

2、動腦作業(yè)：發(fā)生地震時，從地震源傳出的地震波為什么能造成房屋倒塌、人員傷亡的事故？請用本節(jié)所學(xué)知識加以解釋。（學(xué)以致用，鞏固提高）

3、動手作業(yè)：制作簡易的橫波演示器。

使用大約24根飲料吸管，回形針，膠帶紙。展開膠帶紙，每隔2.5cm左右粘一根吸管。每根吸管兩端各別上一個回形針。把膠帶的一端掛在鐵架臺的橫桿上，撥動上端（或下端）的吸管，使回形針左右振動，就可以看到橫波的傳播現(xiàn)象。（有興趣的同學(xué)可以制作其他的實驗器。）（培養(yǎng)學(xué)生動手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力）

4、課外模擬波的形成：按照課本第4頁圖10—6，分組模擬波的形成。（培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊精神）

（多種形式激發(fā)興趣、提高能力）教后隨感：

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。