普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書人民教育出版社出版物理

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書人民教育出版社出版《物理

人們習(xí)慣于按照物質(zhì)運(yùn)動的形態(tài)，把經(jīng)典物理學(xué)分成力（包括聲）、熱、電、光等子學(xué)科。然而，某些形式的運(yùn)動是橫跨所有這些學(xué)科的，其中最典型的要算振動和波了。在力學(xué)中有機(jī)械振動和機(jī)械波，在電學(xué)中有電磁振蕩和電磁波，聲是一種機(jī)械波，光則是一種電磁波。在近代物理中更是處處離不開振動和波，僅從微觀理論的基石——量子力學(xué)又稱波動力學(xué)這一點(diǎn)就可看出，振動和波的概念在近代物理中的重要性了。盡管在物理學(xué)的各分支學(xué)科里振動和波的具體內(nèi)容不同，在形式上它們卻具有極大的相似性。所以，振動和波的意義絕不局限于力學(xué)，它將為學(xué)習(xí)整個物理學(xué)打基礎(chǔ)。第十一章

機(jī)械振動教材分析新課標(biāo)要求

（1）通過觀察和分析，理解簡諧運(yùn)動的特征。能用公式和圖像描述簡諧運(yùn)動的特征。

例1比較做簡諧運(yùn)動的物體在不同位置所受的力、速度、加速度、動能和勢能。例2用兩個擺長相同的單擺演示簡諧運(yùn)動的相位差。（2）通過實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長的關(guān)系。

（3）知道單擺周期與擺長、重力加速度的關(guān)系。會用單擺測定重力加速度。

（4）通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識受迫振動的特點(diǎn)。了解產(chǎn)生共振的條件以及在技術(shù)上的應(yīng)用。

例3調(diào)查生活和生產(chǎn)中受迫振動的應(yīng)用實(shí)例及利用和防止共振的實(shí)例。新、舊教材對比人教版(必修加選修)一、簡諧運(yùn)動二、振幅、周期和頻率三、簡諧運(yùn)動的圖像閱讀材料樂音和音階四、單擺五、相位閱讀材料月相六、簡諧振動的能量阻尼振動七、受迫振動共振人教版選修3－4一、簡諧運(yùn)動二、簡諧運(yùn)動的描述科學(xué)漫步月相樂音和音階做一做:用計算機(jī)觀察聲音的波形三、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量四、單擺五、外力作用下的振動科學(xué)漫步:生活中的共振現(xiàn)象全章概述

與原教材相比，本章內(nèi)容沒有太大變化，但新增加了相位的概念以及相關(guān)定義的改變，教學(xué)中要注意。這一章主要講述機(jī)械振動中運(yùn)動規(guī)律最簡單、最基本的一種周期性運(yùn)動——簡諧運(yùn)動。振動的知識在實(shí)際中有很多應(yīng)用（例如心電圖、核磁共振儀、地震儀、鐘擺等），振動的有關(guān)知識也是后面學(xué)習(xí)波動的基礎(chǔ)，所以教學(xué)中應(yīng)引起重視。這一章開始講述簡諧運(yùn)動的基本特點(diǎn)，然后通過圖象介紹簡諧運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律和特點(diǎn)，接下來介紹簡諧運(yùn)動的實(shí)例——單擺，最后介紹受迫振動的知識。簡諧運(yùn)動是一種周期性的運(yùn)動，正確理解簡諧運(yùn)動中各物理量（如周期、頻率、振幅等）的確切含義是非常重要的。同下面要學(xué)習(xí)的波動一樣，用圖象來描述物體的振動情況是非常重要的手段之一。教材在圖象的講授上較以前有所加強(qiáng)，希望學(xué)生能通過圖象的學(xué)習(xí)，較好地理解簡諧運(yùn)動中各物理量的確切含義及其相互間的關(guān)系。簡諧運(yùn)動比前面學(xué)過的各種運(yùn)動復(fù)雜，定量研究需要較多的數(shù)學(xué)知識，因而中學(xué)階段不宜作更多的定量計算，希望教學(xué)中掌握好要求。

教材分析和教學(xué)建議課時分配一、簡諧運(yùn)動（1課時）二、簡諧運(yùn)動的描述（2課時）三、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量（1課時）習(xí)題課（1－2課時）四、單擺（內(nèi)容1課時、實(shí)驗(yàn)1課時）五、外力作用下的振動（1課時）

各章節(jié)教材分析和教學(xué)建議教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)理解簡諧運(yùn)動的位移－時間圖象，根據(jù)簡諧運(yùn)動的圖象弄清各時刻質(zhì)點(diǎn)的位移、路程及運(yùn)動方向。

一、簡諧運(yùn)動教學(xué)建議1：介紹、生活中的一些振動的例子，找出共同點(diǎn)，點(diǎn)出機(jī)械振動的定義。2、介紹彈簧振子概念，突出這是一種理想模型和常用物理方法3、通過實(shí)驗(yàn)分析彈簧振子的位移－時間圖象

用頻閃照相（重疊照片）研究彈簧振子位移隨時間變化的規(guī)律擬合法驗(yàn)證法4.得出簡諧運(yùn)動的定義（運(yùn)動學(xué)定義）：質(zhì)點(diǎn)的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧運(yùn)動介紹：簡諧運(yùn)動與勻速圓周運(yùn)動的關(guān)系二、簡諧運(yùn)動的描述教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.簡諧運(yùn)動的振幅、周期和頻率的概念。振幅和位移的聯(lián)系和區(qū)別.。2.了解相位,初相和相位差概念。

3.能運(yùn)用圖象、公式描述簡諧運(yùn)動。

教學(xué)建議1.振幅（振動能量）和頻率、周期（振動快慢）讓學(xué)生明確確切含義，并講清楚一次全振動確切過程。2.相位:表示振動的狀態(tài)相位的概念對理解簡諧運(yùn)動及其合成有著非常重要的作用，是學(xué)習(xí)交變電流及波動的基礎(chǔ)，教學(xué)中應(yīng)給予充分的重視.同時也應(yīng)注意，相位的概念比較抽象，學(xué)生理解起來可能會有一些難度，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的情況把握好教學(xué)要求.

(1)．簡諧運(yùn)動的振動方程：(2)．圓頻率：(3)．相位的定義：我們把振動方程中正弦（或余弦）函數(shù)符號后面相當(dāng)于角度的量，叫做振動的相位，相位也叫位相、周相，或簡稱為相．【注意】同一個振動用不同函數(shù)表示時相位不同．（1）相位是隨時間變化的一個變量（2）t＝0時的相位叫做初相位，簡稱初相．（3）相位每增加，就意味著完成了一次全振動．3.簡諧運(yùn)動的表達(dá)式

直接引入簡諧運(yùn)動表達(dá)式，下面的圖很有用，可以引導(dǎo)學(xué)生和學(xué)過的交流電表達(dá)式進(jìn)行類比，加深印象。(1)同相：相位差為零，一般地為=2n(n=0,1,2,……)(2)反相：相位差為，一般地為=(2n+1)(n=0,1,2,……)4.

(

2-

1)叫相位差(兩個具有相同頻率的簡諧運(yùn)動的初相之差).對頻率相同的兩個簡諧運(yùn)動有確定的相位差．三、簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.通過彈簧振子的運(yùn)動情況分析，理解簡諧運(yùn)動的定義、條件。2.理解回復(fù)力的概念,理解簡諧運(yùn)動回復(fù)力的特點(diǎn)。3.了解簡諧運(yùn)動中能量的轉(zhuǎn)化。

教學(xué)建議1.簡諧運(yùn)動的回復(fù)力對于簡諧運(yùn)動的動力學(xué)定義，可以的話可以讓學(xué)生證明一兩個簡諧運(yùn)動。例題:如圖所示，質(zhì)量為m的物體通過勁度系數(shù)為k的彈簧相連，懸吊在天花板上.現(xiàn)將物體稍向下拉，然后釋放，試判斷物體的振動是否為簡諧運(yùn)動．解：設(shè)物體靜止時拉伸彈簧長度為x0,又向下拉伸距離為x1,取向豎直向下為正方向.F0＝-kx0=-mgF=-k(x0+x)=-mg-kxF回=-F+mg=-(mg+kx)+mg=-kx所以物體的振動是簡諧運(yùn)動．OO’AxOO’xoGFoGF2.簡諧運(yùn)動的能量以水平彈簧振子理想模型為例，結(jié)合實(shí)物圖，圖表分析，完全可以讓學(xué)生自主完成，得出一個周期內(nèi)能量怎樣轉(zhuǎn)化，意識到機(jī)械能的守恒。使學(xué)生能充分理解振動中的物理量A→OOO→BBB→OOO→A位移x大小方向回復(fù)力F大小方向加速度a大小方向速度v大小方向動能彈性勢能機(jī)械能四、單擺教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.知道單擺及單擺做簡諧運(yùn)動的條件與特征。2.通過實(shí)驗(yàn)，探究單擺的周期與擺長的關(guān)系，知道單擺的周期公式，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算。3.會用單擺測定重力加速度。

教學(xué)建議1.單擺（1）讓學(xué)生理解單擺是理想模型。（2）單擺作簡諧運(yùn)動，需要一定的近似條件（小角度下的擺動）讓學(xué)生了解單擺做簡諧運(yùn)動的條件，并體會物理學(xué)中常用的近似的方法．當(dāng)很小時：單擺振動的回復(fù)力大小：2.單擺的周期（分組實(shí)驗(yàn)）

（1）可以提出問題：決定單擺振動的周期的因素有哪些?讓學(xué)生進(jìn)行猜想。然后通過對比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論。（2）對于書上“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)——得出數(shù)據(jù)——猜想結(jié)論——計算、驗(yàn)證猜想過程中體會物理規(guī)律得出的一般步驟。ALmg

mLgALgAmgLAm與振幅無關(guān)與擺球質(zhì)量無關(guān)與擺長有關(guān)與重力加速度有關(guān)改變因素控制因素結(jié)論

單擺振動周期與擺長L、振幅A、擺球質(zhì)量m、重力加速度g間的關(guān)系（等時性）探究（L長T大）——控制變量法g大T小3.實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度可先由教師做實(shí)驗(yàn)，定性確定影響周期的因素；然后由學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，定量探究周期T與擺長L的關(guān)系。要說明兩點(diǎn)（1）再次遇到通過作圖判斷兩個量的關(guān)系的方法（不是線性化成線性關(guān)系）（2）科學(xué)方法——在惠更斯年代，周期公式不是推導(dǎo)出來的，也不是單純實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納，但實(shí)驗(yàn)的啟示十分重要。五、外力作用下的振動教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1.阻尼振動中的能量轉(zhuǎn)化。2.物體發(fā)生共振決定于驅(qū)動力的頻率與物體固有頻率的關(guān)系，與驅(qū)動力大小無關(guān)。3.當(dāng)ｆ驅(qū)＝ｆ固時，物體做受迫振動的振幅最大。

4.振動的分類教學(xué)建議1.教學(xué)中應(yīng)該充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用，使學(xué)生理解物體在做受迫振動