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高二物理老師教案

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高二物理老師教案5篇

在這里,您將有機會接觸到先進的教學(xué)方法和資源,與才華橫溢的教職員工共同學(xué)習(xí)和成長。下面是小編為大家整理的高二物理老師教案,如果大家喜歡可以分享給身邊的朋友。

高二物理老師教案

高二物理老師教案(篇1)

一、教材分析

歐姆定律是電學(xué)中的基本定律,是進一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識和分析電路的基礎(chǔ),是本章的重點。本次課的邏輯性、理論性很強,重點是學(xué)生要通過自己的實驗得出歐姆定律,最關(guān)鍵的是兩個方面:一個是實驗方法,另一個就是歐姆定律。歐姆定律的含義主要是學(xué)生在實驗的過程中逐漸理解,而且定律的形式很簡單,所以是重點而不是難點。學(xué)生對實驗方法的掌握既是重點也是難點,這個實驗難度比較大,主要在實驗的設(shè)計、數(shù)據(jù)的記錄以及數(shù)據(jù)的分析方面。由于實驗的難度比較大,學(xué)生出現(xiàn)錯誤的可能性也比較大,所以實驗的評估和交流也比較重要。這些方面都需要教師的引導(dǎo)和協(xié)助,所以這次課采用啟發(fā)式綜合教學(xué)法。

二、教學(xué)目標(biāo)

知識與技能

①使學(xué)生會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流。

②通過實驗認(rèn)識電流、電壓和電阻的關(guān)系。

③會觀察、收集實驗中的數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進行分析。

過程與方法

①根據(jù)已有的知識猜測未知的知識。

②經(jīng)歷歐姆定律的發(fā)現(xiàn)過程并掌握實驗的思路、方法。

③能對自己的實驗結(jié)果進行評估,找到成功和失敗的原因。

情感、態(tài)度與價值觀

①讓學(xué)生用聯(lián)系的觀點看待周圍的事物并能設(shè)計實驗方案證實自己的猜測。

②培養(yǎng)學(xué)生大膽猜想,小心求證,形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。

三、教學(xué)重點與難點

重點:掌握實驗方法;理解歐姆定律。

難點:設(shè)計實驗過程;實驗數(shù)據(jù)的分析;實驗結(jié)果的評估。

四、學(xué)情分析

在技能方面是練習(xí)用電壓表測電壓,在知識方面是研究串、并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系。這是一節(jié)探索性實驗課,讓學(xué)生自主實驗、觀察記錄,自行分析,歸納總結(jié)得出結(jié)論。學(xué)生對探索性實驗有濃厚的興趣,這種方式能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維活動有利于提高認(rèn)知能力和實驗?zāi)芰?,但由于學(xué)生的探究能力尚不夠成熟,引導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生探究能力是本節(jié)課的難點

五、教學(xué)方法

啟發(fā)式綜合教學(xué)法。

六、課前準(zhǔn)備

教具:投影儀、投影片。

學(xué)具:電源、開關(guān)、導(dǎo)線、定值電阻(5、10)、滑動變阻器、電壓表和電流表。

七、課時安排一課時

八、教學(xué)過程

教師活動學(xué)生活動說明

(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑

①我們學(xué)過的電學(xué)部分的物理量有哪些?

②他們之間有聯(lián)系嗎?

③一段導(dǎo)體兩端的電壓越高,通過它的電流如何變化?當(dāng)導(dǎo)體的電阻越大,通過它的電流如何變化?學(xué)生以舉手的形式回答問題,并將自己的想法寫在學(xué)案上。

這部分問題學(xué)生以前已經(jīng)有了感性的認(rèn)識,大部分學(xué)生回答得很正確,即使有少數(shù)同學(xué)回答錯誤也沒有關(guān)系,學(xué)生之間會進行糾正。

(二)情景引入、展示目標(biāo)

提問:電壓增大,電流也隨著增大,但是你知道電流增大了多少嗎?

讓學(xué)生猜測電流I、電壓U、電阻R之間的關(guān)系式。學(xué)生大膽猜想。

不論對錯,教師都應(yīng)認(rèn)真對待,但應(yīng)該注意:猜想不是瞎猜、亂猜,不是公式越多越好,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù),符合邏輯進行猜想。同時可將所有學(xué)生的猜想寫在黑板上,這對其他的同學(xué)有啟發(fā)作用。

(三)合作探究、精講點播

高二物理老師教案(篇2)

課前預(yù)習(xí)學(xué)案

一、預(yù)習(xí)目標(biāo)

1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。

2.知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

(一)自感現(xiàn)象

1、自感電動勢總要阻礙導(dǎo)體中,當(dāng)導(dǎo)體中的電流在增大時,自感電動勢與原電流方向,當(dāng)導(dǎo)體中的電流在減小時,自感電動勢與電流方向。注意:阻礙不是阻止,電流還是在變化的。

2、線圈的自感系數(shù)與線圈的、、等因素有關(guān)。線圈越粗、越長、匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越。除此之外,線圈加入鐵芯后,其自感系數(shù)就會。

3、自感系數(shù)的單位:,有1mH=H,1H=H。

4、感電動勢的大小:與線圈中的電流強度的變化率成正比。

(二)自感現(xiàn)象的應(yīng)用

1、有利應(yīng)用:a、日光燈的鎮(zhèn)流器;b、電磁波的發(fā)射。

2、有害避免:a、拉閘產(chǎn)生的電弧;b、雙線繞法制造精密電阻。

3、日光燈原理(學(xué)生閱讀課本)

(1)日光燈構(gòu)造:

(2)日光燈工作原理:

(三)互感現(xiàn)象、互感器

1、互感現(xiàn)象現(xiàn)象應(yīng)用了原理。

2、互感器有,。

課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象。

2.知道自感系數(shù)是表示線圈本身特征的物理量,知道它的單位及其大小的決定因素。

3.知道自感現(xiàn)象的利與弊及對它們的利用和防止。

4.能夠通過電磁感應(yīng)部分知識分析通電、斷電自感現(xiàn)象的原因及磁場的能量轉(zhuǎn)化問題。

二、學(xué)習(xí)過程

(一)復(fù)習(xí)舊課,引入新課

1、引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象的最重要的條件是什么?

2、楞次定律的內(nèi)容是什么?

(二)新課學(xué)習(xí)

1、互感現(xiàn)象

問題1:在法拉第的實驗中兩個線圈并沒有用導(dǎo)線連接,當(dāng)一個線圈中的電流變化時,在另一個線圈中為什么會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢?

2、自感現(xiàn)象

問題2:當(dāng)電路自身的電流發(fā)生變化時,會不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢呢?

實驗1演示通電自感現(xiàn)象。

畫出電路圖(如圖所示),A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S,調(diào)節(jié)變阻器R,使A1、A2亮度相同,再調(diào)節(jié)R1,使兩燈正常發(fā)光,然后斷開開關(guān)S。重新閉合S,觀察到什么現(xiàn)象?(實驗反復(fù)幾次)

現(xiàn)象:

問題3:為什么A1比A2亮得晚一些?試用所學(xué)知識(楞次定律)加以分析說明。

實驗2演示斷電自感。

畫出電路圖(如圖所示)接通電路,待燈泡A正常發(fā)光。然后斷開電路,觀察到什么現(xiàn)象?

現(xiàn)象:

問題4:為什么A燈不立刻熄滅?

3.自感系數(shù)

問題5:自感電動勢的大小決定于哪些因素呢?請同學(xué)們閱讀教材內(nèi)容。然后用自己的語言加以概括,并回答有關(guān)問題。

問題6:自感電動勢的大小決定于哪些因素?

4.磁場的能量

問題7:在斷電自感的實驗中,為什么開關(guān)斷開后,燈泡的發(fā)光會持續(xù)一段時間?甚至?xí)仍瓉砀?試從能量的角度加以討論。

學(xué)生分組討論:

師生共同得出結(jié)論:

(三)實例探究

自感現(xiàn)象的分析與判斷

例1如圖所示,電路甲、乙中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,接通S,使電路達到穩(wěn)定,燈泡D發(fā)光。則()

A.在電路甲中,斷開S,D將逐漸變暗

B.在電路甲中,斷開S,D將先變得更亮,然后漸漸變暗

C.在電路乙中,斷開S,D將漸漸變暗

D.在電路乙中,斷開S,D將變得更亮,然后漸漸變暗

例2如圖所示,自感線圈的自感系數(shù)很大,電阻為零。電鍵K原來是合上的,在K斷開后,分析:

(1)若R1R2,燈泡的亮度怎樣變化?

(2)若R1

(四)反思總結(jié):

高二物理老師教案(篇3)

一、預(yù)習(xí)目標(biāo)

預(yù)習(xí)光的顏色是干什么排列的,以及什么事光的色散現(xiàn)象?

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容

1、光的顏色色散:

(1)在雙縫干涉實驗中,由條紋間距x與光波的波長關(guān)系為,可推知不同顏色的光,其不同,光的顏色由光的決定,當(dāng)光發(fā)生折射時,光速發(fā)生變化,而顏色不變。

(2)色散現(xiàn)象是指:含有多種顏色的光被分解為的現(xiàn)象。

(3)光譜:含有多種顏色的光被分解后各種色光按其的大小有序排列。

2、薄膜干涉中色散:以肥皂液膜獲得的干涉現(xiàn)象為例:

(1)相干光源是來自前后兩個表面的,從而發(fā)生干涉現(xiàn)象。

(2)明暗條紋產(chǎn)生的位置特點:來自前后兩個面的反射光所經(jīng)過的路程差不同,在某些位置,這兩列波疊加后相互加強,出現(xiàn)了,反之則出現(xiàn)暗條紋。

3、折射時的色散

(1)一束光線射入棱鏡經(jīng)折射后,出射光將向它的橫截面的向偏折。物理學(xué)中把角叫偏向角,表示光線的偏折程度。

(2)白光通過棱鏡發(fā)生折射時,的偏向角最小,的偏向角最大,這說明透明物體對于波長不同的光的折射率不一樣,波長越小,折射率越。

(3)在同一種物質(zhì)中,不同波長的光波傳播速度,波長越短,波速越。

三、提出疑惑

同學(xué)們,通過你們的自主學(xué)習(xí),你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中

疑惑點疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案

(一)學(xué)習(xí)目標(biāo):

1、知道什么是色散現(xiàn)象

2、觀察薄膜干涉現(xiàn)象,知道薄膜干涉能產(chǎn)生色散,并能利用它來解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象

3、知道棱鏡折射能產(chǎn)生色散,認(rèn)識對同一介質(zhì),不同顏色的光折射率不同

4.本節(jié)的重點是薄膜干涉、白光通過三棱鏡的折射情況

(二)學(xué)習(xí)過程:

導(dǎo)讀仔細閱讀教材P56-58,完成學(xué)習(xí)目標(biāo)

1、回顧雙縫干涉圖樣,比較各種顏色的光產(chǎn)生的條紋間的距離大小情況

2、據(jù)雙縫間的距離公式x=,分析出條紋間的距離與光波的波長關(guān)系,我們可以斷定,

3、雙縫干涉圖樣中,白光的干涉圖樣是彩色的說明

4、物理學(xué)中,我們把叫做光的色散;含有多種顏色的光被分解后,各種色光就是光譜

5、什么是薄膜干涉?請舉出一實例

6、薄膜干涉的原理:

7、薄膜干涉的應(yīng)用:

8、一束白光通過三棱鏡后會在棱鏡的另一側(cè)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?

9、總結(jié)本節(jié)課色散的種類:

(三)反思總結(jié)

高二物理老師教案(篇4)

一、實驗探究

1、學(xué)生體驗壓強與體積的關(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,壓強增大;反之,體積增大壓強減?。?/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,氣體的壓強和體積之間可能有什么定量關(guān)系呢?

學(xué)生:壓強與體積成反比例關(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)生等溫變化時壓強與體積是否是成反比例的關(guān)系,需要我們進一步研究、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;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和體積,用氣壓計可以測量壓強,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,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,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,小孔上方的壓強始終大于外面的壓強,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)波意耳定律壓強變小,當(dāng)孔上方壓強小于外部大氣壓時,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。

高二物理老師教案(篇5)

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)表達式,進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

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

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:簡諧運動的表達式

問題:閱讀課本有關(guān)“簡諧運動的表達式”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=2s的簡諧運動,在半分鐘內(nèi)通過的路程是60cm,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,2cmB、30次,1cm

C、15次,1cmD、60次,2cm

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8s

B、振幅是4cm

C、4s末質(zhì)點的速度為負(fù),加速度為零

D、10s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8s,A對;振幅為2cm,B錯;4s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;10s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∶12b2bπ

點評要能根據(jù)簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。

拓展一:簡諧運動的表達式

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=10sin5πtcm,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、1s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式,將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應(yīng)的物理量。

解析簡諧運動的表達式x=Asin(ωt+φ),比較題中所給表達式x=10sin5πtcm可知:

(1)振幅A=10cm。

(2)物體振動的頻率f==Hz=2、5Hz。

(3)t=0、1s時位移x=10sin(5π×0、1)cm=10cm。

(4)該物體簡諧運動的周期T==0、4s,簡諧運動圖象如圖所示。

答案(1)10cm(2)2、5Hz(3)10cm(4)如圖所示

點撥在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標(biāo)準(zhǔn)表達式進行比較,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

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M點用了0、3s的時間,又經(jīng)過0、2s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、sB、sC、1、4sD、1、6s

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,也可能向遠離M點的方向運動,所以本題可能的選項有兩個。

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、3s,t2=0、2s

第一種可能性:=t1+=(0、3+)s=0、4s,即T=1、6s

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、4s

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。

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