高中物理人教版（2019）新教材全册导学案：选修3-4.docx

1、 - 1 - 高中物理选修高中物理选修 3-4 第十一章第十一章 第一节第一节 简谐运动简谐运动 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道机械振动的定义和特点及平衡位置 2知道弹簧振子是理想化的物理模型 3弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线 4掌握简谐运动及其图象 【学习重点】掌握简谐运动及其图象 【学习难点】机械振动的平衡位置 第一课时 一一. 机械振动机械振动: 1.定义：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（简定义：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫做机械振动（简 称振动） 。称

2、振动） 。 2. 特点特点: （1）平衡位置平衡位置:“对称性对称性” （2）往复运动往复运动:“周期性周期性” 二二. 弹簧振子弹簧振子理想化模型理想化模型: 1.概念：穿在光滑杆上的小球和质量可以忽略的弹簧所组成的系统称为弹簧振子。概念：穿在光滑杆上的小球和质量可以忽略的弹簧所组成的系统称为弹簧振子。 2.理性化模型：理性化模型： （1）小球看成质点）小球看成质点 （2）不计阻力）不计阻力 （3）弹簧的质量与小球相比可以忽略）弹簧的质量与小球相比可以忽略 思考：振子的运动是怎样一种运动呢？ 振子的位移 x 都是相对于平衡位置的位移， 以平衡位置为坐标原点 O， 沿振动方向建立坐 标轴。规定

3、在 O 点右边时位移为正，在左边时位移为负。 三三. 弹簧振子的位移弹簧振子的位移时间图象时间图象: 1.建立坐标系建立坐标系: 坐标原点坐标原点 0平衡位置平衡位置 横坐标横坐标 t振动时间振动时间 纵坐标纵坐标 x振子偏离平衡位置的位移振子偏离平衡位置的位移 规定在规定在 0 点右边时位移为正，左边时位移为负。点右边时位移为正，左边时位移为负。 2. 图像绘制方法图像绘制方法:频闪照相频闪照相 也可以用数码照相机拍摄竖直方向弹簧振子的运动录像，得到分帧照片，依次排列得到图象。 3. 验证验证: 思考：我们所得到的小球运动的 xt 图象很像正弦曲线，是不是这样呢？你用什么方法来检 验？ 方法

4、一方法一 验证法验证法:假定是正弦曲线，可用刻度尺测量它的振幅和周期，写出对应的表达式，然 后在曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入所写出 的正弦函数表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 方法二方法二 拟合法拟合法:在图中，测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标，把测量值输入计算机中作出 这条曲线，然后按照计算机提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移 时间的关系可以用什么函数表示。 结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线。结论：弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线。 四四简谐运动及其图象简谐运动及其图象： 1.定义：如果质点的位移与

5、时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（xt 图象）是图象）是 一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。 简谐运动是最简单、最基本的振动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 - 2 - 2.简谐运动的图象简谐运动的图象: 第二课时 例例 1 【同步导学案】P2 页例 1 练习练习 1. 【同步导学案】P3 页题组训练 1， 2. 【同步导学案】P3 页题组训练 2， 3. 【同步导学案】P4 页随堂训练 1， 4. 【同步导学案】P4 页随堂训练 2， 5. 【同步导学案】P4 页随堂训

6、练 3， 6. 【同步导学案】P4 页随堂训练 4， 例例 2某弹簧振子沿 x 轴的简谐振动图像如图所示，则 （1）质点离开平衡位置的最大位移是 cm。 （2）1s 末、2s 末、3s 末质点位置在、 、 。 （3）0.5s 末质点向方向运动，1.5s 末质点向方向运动。 （4）质点在 1s 末的位移是 cm，质点在 3s 末的位移是 cm. （5）质点在 1s 内通过的路程是 cm，在 2s 内通过的路程是 cm，在 4s 内通过的路程是 cm。 练习练习 1. （多选）（多选）某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（ AB） A. 振子偏离平衡位置的最大距离为 2cm

7、 B. 0.5s 到 1s 的时间内振子向平衡位 置运动 C. 1s 时和 2s 时振子的位移相等，运动方向也相同 D. 振子在 3s 内完成一次往复性运动 2. 某弹簧振子的振动图象如图所示，根据图象判断。下列说法正确的是（ ） A. 0s 内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反 B. 第 1s 末振子相对于平衡位置的位移为-4cm C. 第 1s 末和第 2s 末振子相对于平衡位置的位移均相同，但瞬时速度方向相反 D. 第 1s 内和第 2s 内振子通过的路程相同，瞬时速度方向相反。 3.【同步导学案】P3 页例 2 4.【同步导学案】P4 页题组训练 3， 5.【同步导学案】P4 页随

8、堂训练 5， 学生课后练习：P87 页 1，2，4，5，6，7，8，10，11 作业：课本 P5 页 2，3 第二节第二节 简谐运动的描述简谐运动的描述 - 3 - 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道描述简谐运动的物理量振幅、周期、频率和相位。 2知道振幅是描述振动强弱的物理量；周期和频率都是用来表示振动快慢的物理量。相位是 表示振动步调的物理量 3知道简谐运动的表达式为：x=Asin（t+） 4振动方程中各变量的含义 【学习重点】掌握简谐运动的振幅、周期、频率和相位 【学习难点】简谐运动的表达式及各变量的含义 第一课时 一一. 描述简

9、谐运动的物理量描述简谐运动的物理量: 1.振幅：振幅： （1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。 （2）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。）物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。 （3）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m） 注意：注意：振幅和位移的区别：振幅和位移的区别： （1）振幅等于最大位移的数值。振幅等于最大位移的数值。 （2）对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。 （3）位移是矢量

10、，振幅是标量。位移是矢量，振幅是标量。 2. 全振动全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动一个完整的振动过程称为一次全振动. 一次全振动是简谐运动的最小单元，振子的一次全振动是简谐运动的最小单元，振子的 运动过程就是这一单元运动的不断重复。运动过程就是这一单元运动的不断重复。 思考： （1）若从振子经过 C 向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？ （2）弹簧振子完成一次全振动的路程与振幅之间存在怎样的关系？ 3. 周期和频率：周期和频率： （1）周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，单位：）周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，单位

11、：s。 （2）频率：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率。单位：）频率：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率。单位：Hz，1Hz=1s-1。 （3）周期和频率之间的关系：）周期和频率之间的关系：T1/f。 探究：弹簧振子的周期与哪些因素有关？ 猜想：弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定？ 振子质量劲度系数振幅 实验方法：控制变量法 设计实验： 思考： 实验过程中，我们应该选择哪个位置作为计时的开始时刻？ 一次全振动的时间非常短，我们应该怎样测量弹簧振子的周期？ 实验： 实验 1：探究弹簧振子的与 k 的关系. 实验 2：探究弹簧振子的与 m 的关系. 实验 3：探究弹簧振子的与 A 的关系.

12、结论：弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，称为固有周期，与其他因素结论：弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，称为固有周期，与其他因素 无关。无关。 4. 相位相位: 相位是表示物体振动步调的物理量相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在各个时刻所处的不同用相位来描述简谐运动在各个时刻所处的不同 状态。状态。 二二. 简谐运动的表达式简谐运动的表达式: 1. 简谐运动的位移和时间的关系可以用图象来表示为正弦或余弦曲线，如将这一关系表示为简谐运动的位移和时间的关系可以用图象来表示为正弦或余弦曲线，如将这一关系表示为 数学函数关系式应为：数学函数关系式应为：

13、 x=Asin（t+ ） 2. 振动方程中各变量的含义：振动方程中各变量的含义： - 4 - （1）A 代表物体振动的振幅代表物体振动的振幅. （2） 叫做圆频率，表示简谐运动的快慢。它与频率之间的关系为：叫做圆频率，表示简谐运动的快慢。它与频率之间的关系为： =2 f （3）“ t+ ” 这个量就是简谐运动的相位，它是随时间这个量就是简谐运动的相位，它是随时间 t 不断变化的物理量，表示振动所处的不断变化的物理量，表示振动所处的 状态状态. 叫初相位，简称初相，即叫初相位，简称初相，即 t=0 时的相位。时的相位。 第二课时 例例 1一个质点作简谐运动的振动图像如图所示从图中可以看出，该质点

14、的振幅 A=_m， 周期 T=_s，频率 f=_Hz，从 t=0 开始在t=0.5s 内质点的位移 x=_m，路程 s=_m 练习练习 1.【同步导学案】P6 页例 1 2. 【同步导学案】P6 页题组训练 1， 3. 【同步导学案】P6 页题组训练 2， 4. 【同步导学案】P7 页随堂训练 1， 5. 【同步导学案】P7 页随堂训练 2， 6. 【同步导学案】P7 页随堂训练 3， 7. 【同步导学案】P7 页随堂训练 4， 8. 【同步导学案】P7 页随堂训练 5， 例例 2一个质点作简谐运动的振动图像如图所示写出振动方程. 练习练习 1.【同步导学案】P6 页例 2 2. 【同步导学案

15、】P7 页题组训练 3， 3. 【同步导学案】P7 页题组训练 4， 学生课后练习：P89 页 1，2，3，4，5，6，8，10，11 作业：课本 P10 页 1，3，4 第三节第三节 简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道简谐运动的回复力定义、来源、公式。 2知道简谐运动的动力学特点和运动学特点： 3掌握简谐运动中 x、F、a、v 的变化规律 4知道简谐运动的能量 【学习重点】简谐运动中 x、F、a、v 的变化规律 【学习难点】简谐运动中 x、F、a、v 的变化规律 第一课时 思考 1:弹簧振

16、子为什么会做往复运动? 思考 2:这个力有什么特点? 一一.简谐运动的回复力简谐运动的回复力: 1.定义定义:振动物体受到的总是指向平衡位置的力振动物体受到的总是指向平衡位置的力. 2.来源来源:物体在振动方向上所受的合力物体在振动方向上所受的合力.回复力是按力的作用效果命名的回复力是按力的作用效果命名的. 3.公式公式: - 5 - （1）大小）大小: F= -kx (胡克定律胡克定律) “-” 表示回复力方向始终与位移方向相反表示回复力方向始终与位移方向相反. k -弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(常量常量) x -振子离开平衡位置的位移振子离开平衡位置的位移，简称位移简称位移，方向总是背离

17、平衡位置方向总是背离平衡位置. （2）方向）方向: 总是指向平衡位置总是指向平衡位置. 4.简谐运动的动力学特点：简谐运动的动力学特点： F= -kx 即即回复力满足回复力满足 F= -kx 的运动就是简谐运动的运动就是简谐运动. 注意：注意： 对一般的简谐运动对一般的简谐运动, 由于回复力不一定是弹簧的弹力由于回复力不一定是弹簧的弹力, 所以所以 k 不一定是劲度系数而是不一定是劲度系数而是 回复力与位移的比例系数回复力与位移的比例系数. 5.简谐运动的运动学特点：简谐运动的运动学特点：a= -kx/m 6.简谐运动中简谐运动中 x 、F、a、v 的变化规律的变化规律: 简谐运动的加速度大小

18、和方向都随时间做周期性的变化，所以简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以 简谐运动是变加速运动简谐运动是变加速运动. （1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于 v 与与 a 的方向一致，物体做加速度越来越的方向一致，物体做加速度越来越 小的加速运动。小的加速运动。 （2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于 v 与与 a 的方向相反，物体做加速度越来越的方向相反，物体做加速度越来越 大的减速运动。大的减速运动。 二二.简谐运动的能量：简谐运动的能量： O OC C CO O OB B

19、BO 动能动能 最大 减小 0 增大 最大 减小 0 增大 势能势能 0 增大 最大 减小 0 增大 最大 减小 总能总能 不变 1.简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒. 2.简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定简谐运动的能量由劲度系数和振幅决定.劲度系数越大劲度系数越大,振幅越大，振动的能量越大振幅越大，振动的能量越大. 第二课时 例例 1做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ B ） O OC C CO O OB B BO 位移位移 x 大小大小 0 增大 最大 减小

20、 0 增大 最大 减小 方向方向 向右 向右 向右 向左 向左 向左 回复力回复力 F 大小大小 0 增大 最大 减小 0 增大 最大 减小 方向方向 向右 向右 向右 向左 向左 向左 加速度加速度 a 大小大小 0 增大 最大 减小 0 增大 最大 减小 方向方向 向右 向右 向右 向左 向左 向左 速度速度 v 大小大小 最大 减小 0 增大 最大 减小 0 增大 方向方向 向右 向右 向左 向左 向左 向右 - 6 - A. 速度一定为正值， 加速度一定为正值 B. 速度不一定为正值， 但加速度一定为正值 C. 速度一定为负值， 加速度一定为正值 D. 速度不一定为负值，加速度一定为负

21、值 练习练习 1. 一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相 等,但方向相反,则这两个时刻振子的 ( B ) A. 速度一定大小相等，方向相反 B. 加速度一定大小相等，方向相反 C. 位移一定大小相等，但方向不一定相反 D. 以上三项都不一定大小相等方向相反 2. （多选）（多选）在简谐运动中,振子每次经过同一位置时,下列各组中描述振动的物理量总是相同的 是 （ BCD ） A速度、加速度、动能 B加速度、回复力和位移 C加速度、动能和位移 D位移、动能、回复力 3. 【同步导学案】P10 页例 2 4. 【同步导学案】P10 页题组训练 3， 5. 【同步

22、导学案】P10 页题组训练 4， 6. 【同步导学案】P11 页随堂训练 1， 7. 【同步导学案】P11 页随堂训练 2， 8. 【同步导学案】P11 页随堂训练 3， 例例 2.（多选）（多选） 当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（ CD ） A振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等 B振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功 C振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供 D振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒 练习练习 1. （多选）（多选）关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有( ABC ) A等于在平衡位置时振子的动

23、能 B等于在最大位移时弹簧的弹性势 能 C等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和 D位移越大振动能量也越大 2. 【同步导学案】P11 页随堂训练 4， 3. 【同步导学案】P11 页随堂训练 5， 例例 3.如图所示，某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置 0 点 3cm 处的 B 点， 已知小球的质量为 1kg， 小球离开平衡位置的最大距离为 5cm， 弹簧的劲度系数为 200N/m， 求： （1）最大回复力的大小是多少？ （2）在 B 点时小球受到的回复力的大小和方向？ （3）此时小球的加速度大小和方向？ 练习练习 1. 【同步导学案课时作业】P91 页 3 2. 【同步导

24、学案】P9 页题组训练 1， 例例 4. 证明: 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动。 证明步骤：1. 找平衡位置 0;2. 找回复力 F ; 3. 找 F、x 大小关系;4. 找 F、x 方向关系. 证明: 平衡状态时有: mg=-kx0 当向下拉动 x 长度时弹簧所受的合外力为 F=-k(x+x0)+mg=-kx-kx0+mg=-kx (符合简谐运动的公式) 总结： 判断物体是否做简谐运动的方法： - 7 - （1）运动学法：振动图像; （2）动力学法：F=- kx. 练习练习 1. 【同步导学案】P9 页例 1 2. 【同步导学案】P9 页题组训练 1， 3. 【同步导学案】P9 页题组训练

25、2， 学生课后练习：P91 页 1，2， 4，5，6，8， 作业：课本 P12 页 3，4 第四节第四节 单摆单摆 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：3 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道单摆是一个理想化的模型。 2知道单摆的振动图像： 3知道单摆的回复力. 4掌握单摆周期公式 5知道单摆的应用 【学习重点】单摆周期公式 【学习难点】单摆的回复力 第一课时 什么是简谐运动？ 做简谐运动物体的回复力具有什么特征？ 回复力与位移成正比而方向相反，总是指向平衡位置。 一单摆一单摆: 在细线的一端拴上一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的质量与小球相比可在细线的一端拴上一个小球，

26、另一端固定在悬点上，如果细线的质量与小球相比可 以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆以忽略，球的直径与线的长度相比也可以忽略，这样的装置就叫做单摆 1.单摆是一个理想化的模型。单摆是一个理想化的模型。 质量不计质量不计 摆线：长度远大于小球直径摆线：长度远大于小球直径 不可伸缩不可伸缩 摆球：质点（体积小质量大）摆球：质点（体积小质量大） 空气阻力不计空气阻力不计 说明：实际应用的单摆小球大小不可忽略，摆长说明：实际应用的单摆小球大小不可忽略，摆长 L摆线长度小球半径摆线长度小球半径 做一做：单摆在竖直面内的摆动是简谐运动吗？ 2.单摆的振动图像：单摆的振动图像： 3

27、.单摆的回复力单摆的回复力: 法向：法向： Fy=FT-mgcos （向心力）（向心力） 切向：切向：Fx=mgsin （回复力）（回复力） 回复力：回复力：F回回=mgsin （1）在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零。）在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零。 （2）F回回=mgsin 当当 很小时，弧长很小时，弧长x sin 若考虑回复力和位移的方向，若考虑回复力和位移的方向， x = ll 弧 sin x mgmg l - 8 - 结论：当最大摆角很小（结论：当最大摆角很小（5 ）时，单摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动。）时，单摆在竖

28、直面内的摆动可看作是简谐运动。 三单摆的周期：三单摆的周期： 1.单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。单摆做简谐运动的振动周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比。 2.周期公式：周期公式： 3.单摆周期公式的理解单摆周期公式的理解: （1）单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。）单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关。 （2）摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。）摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。 四四.单摆的应用单摆的应用: 1. 计

29、时器（利用单摆的等时性）计时器（利用单摆的等时性） 惠更斯在惠更斯在 1656 年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657 年获得专利权）年获得专利权） 2. 测定重力加速度测定重力加速度: 注意注意: 也可绘也可绘 T2L 图像，利用图像，利用 g=42/k 计算（计算（k 为图线的斜率）为图线的斜率） 思维拓展:摆长摆长(或等效摆长或等效摆长) 重力加速度重力加速度(或等效重力加速度或等效重力加速度) 等效摆长等效摆长:摆球球心到摆动圆弧圆心的距离。摆球球心到摆动圆弧圆心的距离。 等效摆长等效摆长 第二课时 例例 1单摆做简谐振动，在摆动的过程

30、中( ) A只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力 B只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力 C小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力 D小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力 2振动着的单摆摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（） A指向地面 B指向悬点 C数值为零 D垂直摆线，指向运动方向 3. 【同步导学案】P12 页例 1 4. 【同步导学案】P12 页题组训练 1， 5. 【同步导学案】P12 页题组训练 2， 6. 【同步导学案】P15 页随堂训练 1， 7. 【同步导学案】P15 页随堂训练 3， () mgmg Fxkxk ll

31、回 令 2 L T g g l T2 2 sin d l sin) 2 2 d l+ T g （ - 9 - 例例 2如图所示为一单摆及其振动图象由图回答： （1） 若摆球从 E 指向 G 为正方向， 为最大摆角，则图象中 O、A、B、C 点分别对应单摆 中的_点一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是_势 能增加且速度为正的时间范围是_ （2）求单摆的摆长(g10 m/s2 210) 练习练习 1. 下图是演示沙摆运动图象的实验装置，沙摆的运动可看做简谐运动。若用手向外拉木 板的速度是 0.20 m/s，木板的长度是 0.60 m，那么这次实验所用的沙摆的摆长为 m。 (结果保留

32、两位有效数字，计算时 g 取 2 m/s2) 2A、B 二单摆，当 A 振动 20 次，B 振动 30 次，已知 A 摆摆长比 B 摆长 40cm，则 A、B 二摆摆长分别为_cm 与_cm 3. 【同步导学案】P15 页随堂训练 2， 第三课时 例例 3. 把地球上的一个秒摆(周期等于 2s 的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多 少？已知月球上的自由落体加速度仅是地球上自由落体加速度的 1/6 练习练习 1一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的 1/4在地球 上走得很准的摆钟搬到此行星上后，此钟分针一整圈所经历的时间实际上是（） A.1/4h B. 1/2h

33、 C. 2h D. 4h 2. 【同步导学案】P13 页例 2 3. 【同步导学案】P13 页题组训练 3， 例例 4如图所示，一单摆悬于 O 点，摆长为 L，若在 O 点的竖直线上的 O点钉一个钉子，使 OOL/2，将单摆拉至 A 处释放，小球将在 A、B、C 间来回振动，若振动中摆线与竖直方向 夹角小于 5 ，则此摆的周期是( ) A2 L gB2 L 2gC2 ( L g L 2g)D( L g L 2g) - 10 - 练习练习 1. 如图所示，一双线摆被两根摆长均为 L 的摆线悬挂，摆线与竖直方向夹角为，若单 摆在竖直面内的摆动可看作是简谐运动，求双线摆的周期。 2. 【同步导学案】

34、P13 页题组训练 4， 3. 【同步导学案】P15 页随堂训练 4 第四课时 例例 5某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度实验步骤如下： A按装置图安装好实验装置； B用游标卡尺测量小球的直径 d； C用米尺测量悬线的长度 L； D让小球在竖直平面内小角度摆动当小球经过最低点时开始计时，并计数为 0，此后 小球每经过最低点一次，依次计数 1、2、3、.当数到 20 时，停止计时，测得时间为 t； E多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤 C、D； F计算出每个悬线长度对应的 t2； G以 t2为纵坐标、l 为横坐标，作出 t2l 图线 结合上述实验，完成下列题目： （1）

35、 用游标为 10 分度(测量值可准确到 0.1 mm)的卡尺测量小球的直径 某次测量的示数如图 16 所示，读出小球直径 d 的值为_cm. （2）该同学根据实验数据，利用计算机作出图线如图所示根据图线拟合得到方程 t2404.0l 3.5.由此可以得出当地的重力加速度 g_m/s2.(取 29.86， 结果保留 3 位有效数字) （3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是( ) A不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时 B开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数 C不应作 t2L 图线，而应作 t2(L1 2d)图线 D

36、不应作 t2L 图线，而应作 t2(L1 2d)图线 练习练习 1. 【同步导学案】P14 页例 3 2. 【同步导学案】P14 页题组训练 1， 3. 【同步导学案】P14 页题组训练 2， 第五节第五节 外力作用下的振动外力作用下的振动 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 - 11 - 1知道阻尼振动及阻尼振动的图像。 2知道受迫振动： 3掌握共振及共振曲线. 4知道共振的防止和应用 【学习重点】共振及共振曲线 【学习难点】受迫振动 第一课时 简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 振动的能量与振幅有关，

37、振幅越大，振动的能量越大 一一. 阻尼振动阻尼振动: 1.阻尼振动：振幅逐渐减小的振动。阻尼振动：振幅逐渐减小的振动。 2. 阻尼振动的阻尼振动的图像图像： 3. 振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时，振动系统受到的阻尼越大，振幅减小得越快，阻尼过大时， 系统将不能发生振动。系统将不能发生振动。 4. 实际的自由振动一定是阻尼振动。实际的自由振动一定是阻尼振动。 二二.受迫振动：受迫振动： 1. 驱动力：作用在振动系统上的周期性外力驱动力：作用在振动系统上的周期性外力。 2. 受迫振动：系统在驱动力作用下的振动受迫振动：系统在驱动力作用下的振动 3. 受迫振动的特点：受迫振动的频

38、率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。受迫振动的特点：受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。 三三.共振共振: 1. 共振曲线共振曲线: 2. 共振共振: 驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅 最大，这种现象叫做共振。驱动力的频率与系统的固有频率相差越少，最大，这种现象叫做共振。驱动力的频率与系统的固有频率相差越少， 振幅越大，相差越多，振幅越小。振幅越大，相差越多，振幅越小。 3. 共振的防止和应用共振的防止和应用: （1）防止：使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好。）防止：使驱动力的频率与物

39、体的固有频率不同，而且相差越大越好。 （2）应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。）应用：使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率。 第二课时 例例 1 （多选）（多选）如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，曲轴不动时让其上下振动，振动周期 为 T1.现使把手以周期 T2匀速转动，T2T1，当其运动达到稳定后，则( ) A弹簧振子的振动周期为 T1 B弹簧振子的振动周期为 T2 C要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速 D要使弹簧振子的振幅增大，可以增大把手的转速 练习练习 1.两个弹簧振子，甲的固有频率为 f ，乙的固有频率为 4f ，当它们均在频率为 3f 的驱 动力作用下

40、做受迫振动时（） A甲的振幅大，振动频率为 f B乙的振幅大，振动频率为 3f C甲的振幅大，振动频率为 3f D乙的振幅大，振动频率为 4f 2 （多选）（多选）如图所示为受迫振动的演示装置，当单摆 A 振动起来后，通过水平悬绳迫使单摆 B、C 振动，则下列说法正确的是( ) A只有 A、C 摆振动周期相等 BA 摆的振幅比 B 摆小 CC 摆的振幅比 B 摆大 DA、B、C 三摆的振动周期相等 3. 【同步导学案】P16 页例 1 4. 【同步导学案】P17 页题组训练 1， 5. 【同步导学案】P17 页题组训练 2， 6. 【同步导学案】P18 页随堂训练 1， 7. 【同步导学案】P

41、18 页随堂训练 2， 8. 【同步导学案】P18 页随堂训练 3， 9. 【同步导学案】P18 页随堂训练 4， 例例 2如图所示是一个单摆的共振曲线 （1）若单摆所处环境的重力加速度 g 取 9.8 m/s2，试求此摆的摆长 - 12 - （2）若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？ 练习练习 1 （多选）（多选）如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅 A 与驱动力的频率 f 的关系，下列说法正确的是( ) A摆长约为 10 cmB摆长约为 1 m C若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向右移动 D若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向 左移动 2. 【同步导学案】P17

42、页例 2 3. 【同步导学案】P17 页题组训练 3， 4. 【同步导学案】P18 页题组训练 4， 高中物理选修高中物理选修 3-4 第十二章第十二章 第一节第一节 机械波的形成和传播机械波的形成和传播 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道机械波的形成 2知道产生机械波的条件 3掌握机械波传播特征 4知道波的分类及特点 5. 知道振动和波动的区别 【学习重点】机械波传播特征 【学习难点】机械波的形成 第一课时 一一. 机械波的形成机械波的形成: 1. 波源和介质：波源和介质： 波源波源首先开始振动的物体。首先开始振动的物体。 介质介质波

43、借以传播的物质。波借以传播的物质。 2. 机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。机械波：机械振动在介质中的传播，形成机械波。 3. 产生机械波的条件产生机械波的条件:同时存在振源和介质。同时存在振源和介质。 注意：有机械振动不一定存在机械波，有机械波一定存在机械振动。注意：有机械振动不一定存在机械波，有机械波一定存在机械振动。 二二. 机械波传播特征机械波传播特征: 1. 沿波的传播方向，介质中各质点由波源开始由近及远的依次开始振动，靠近波源的质点超沿波的传播方向，介质中各质点由波源开始由近及远的依次开始振动，靠近波源的质点超 前于远离波源的质点；前于远离波源的质点； 2. 各质点只在各

44、自的平衡位置附近做往复运动，而质点本身并不随波的传播而迁移。各质点只在各自的平衡位置附近做往复运动，而质点本身并不随波的传播而迁移。 （1）各质点振动周期相同）各质点振动周期相同 （2）各质点振幅相同（不考虑能量损失时）各质点振幅相同（不考虑能量损失时） （3）各质点刚开始振动的方向相同（与波源一致） ）各质点刚开始振动的方向相同（与波源一致） 3. 机械波通过向外传播机械振动的形式向外传递能量和信息。机械波通过向外传播机械振动的形式向外传递能量和信息。 4. 在同一种均匀介质中，质点的振动是变速的，波的传播是匀速的。在同一种均匀介质中，质点的振动是变速的，波的传播是匀速的。 三三. 波的分类

45、及特点波的分类及特点: 1. 横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。 特点：波峰和波谷特点：波峰和波谷 2. 纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。纵波：质点的振动方向与波的传播方向在一条直线上。 特点：疏部和密部特点：疏部和密部 四四. 振动和波动的区别振动和波动的区别: 类别 振动 波动 - 13 - 运动现象 单个质点所表现出的周期性运动 大量质点共同表现出的周期性运动 运动成因 质点受到指向平衡位置的回复力作用 介质中相邻质点间存在相互作用的弹力 运动性质 质点做变加速运动 同一种均匀介质中匀速传播 联系 振动是波动的起因,波动是振动

46、的传播 第二课时 例例 1. （多选）（多选）关于机械波，下列说法中正确的是( BCD ) A有机械振动，必会形成机械波 B有机械波必有机械振动 C机械波是机械振动在介质中传播的过程，它是传递能量的一种形式 D机械波传递波源的振动形式和能量 练习练习 1 【同步导学案】P20 页例 1 2. 【同步导学案】P20 页题组训练 1， 3. 【同步导学案】P20 页题组训练 2， 4. 【同步导学案】P21 页随堂训练 1， 5. 【同步导学案】P21 页随堂训练 4， 例例 2. 【同步导学案】P21 页例 2 练习练习 1 【同步导学案】P21 页题组训练 3， 2. 【同步导学案】P21 页

47、题组训练 4， 3. 【同步导学案】P21 页随堂训练 2， 4. 【同步导学案】P21 页随堂训练 3， 学生课后练习：P99 页 1，2， 4，5，6，7，8，9，10，11 第二节第二节 波的图象波的图象 课型：讲授课课型：讲授课 课时：课时：2 课时课时 审核人：高二物理组 【学习目标】 1知道波的图象 2知道由波的图象可以直接看出在该时刻沿传播方向上各质点的位移 x；可以直接看出在波 的传播过程中介质各质点的振幅 A； 可以由波的传播方向判断出质点的运动方向， 也可以由质 点的运动方向判断出波的传播方向。 3掌握振动图象与波的图象的比较。 【学习重点】波的图象的应用 【学习难点】振动

48、图象与波的图象 第一课时 复习： 1. 波的形成与传播 2. 波的传播特征 3. 振动的描述 物理量 图象 思考与讨论 1.如果用图像描述波的运动情况， 应该如何建立坐标系？横坐标 x 和纵坐标 y 分别表示什么物 理量？ 2.图像的形状有什么特点，它与什么量有关？ 3.图像的形状随时间有无周期性？ 波的图象的画法 横坐标：在波的传播方向上各个质点的平衡位置。 纵坐标：某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移。 一一. 波的图象波的图象: 1定义定义: 是指在波的传播方向上，介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移。是指在波的传播方向上，介质中的各个质点在某一时刻离开平衡位置的位移。 - 14 - 2波的图象也称波形图波的图象也称波形图, 简称波形。简称波形。 3. 简谐波：当波源做简谐振