高中物理選修3-4全套教（學(xué)）案(人版)

..高二物理選修3-4教案鄭偉文11．1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)教學(xué)目的〔1了解什么是機(jī)械振動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)〔2正確理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理含義,知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是一條正弦或余弦曲線。2．能力培養(yǎng)通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出機(jī)械振動(dòng)的特征,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力教學(xué)重點(diǎn)：使學(xué)生掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)：偏離平衡位置的位移與位移的概念容易混淆；在一次全振動(dòng)中速度的變化課型：?jiǎn)l(fā)式的講授課教具：鋼板尺、鐵架臺(tái)、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球、氣墊彈簧振子、微型氣源教學(xué)過(guò)程〔教學(xué)方法教學(xué)內(nèi)容[引入]我們學(xué)習(xí)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜：勻速運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng),今天學(xué)習(xí)一種更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)——簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。1．機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動(dòng)形式,請(qǐng)舉例說(shuō)明什么樣的運(yùn)動(dòng)就是振動(dòng)？[講授]微風(fēng)中樹枝的顫動(dòng)、心臟的跳動(dòng)、鐘擺的擺動(dòng)、聲帶的振動(dòng)……這些物體的運(yùn)動(dòng)都是振動(dòng)。請(qǐng)同學(xué)們觀察幾個(gè)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn),注意邊看邊想：物體振動(dòng)時(shí)有什么特征？[演示實(shí)驗(yàn)]〔1一端固定的鋼板尺[見圖1〔a]〔2單擺[見圖1〔b]〔3彈簧振子[見圖1〔c〔d]〔4穿在橡皮繩上的塑料球[見圖1〔e]{提問}這些物體的運(yùn)動(dòng)各不相同：運(yùn)動(dòng)軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動(dòng)方向水平的、豎直的；物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同的、不同的……它們的運(yùn)動(dòng)有什么共同特征？{歸納}物體振動(dòng)時(shí)有一中心位置,物體〔或物體的一部分在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng),振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的簡(jiǎn)稱。2．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng),我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?！?彈簧振子演示實(shí)驗(yàn)：氣墊彈簧振子的振動(dòng)[討論]a．滑塊的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng),可以看作質(zhì)點(diǎn)b．彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑動(dòng)的質(zhì)量,可以忽略不計(jì),一個(gè)輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個(gè)質(zhì)點(diǎn),彈簧的另一端固定,就構(gòu)成了一個(gè)彈簧振子c．沒有氣墊時(shí),阻力太大,振子不振動(dòng)；有了氣墊時(shí),阻力很小,振子振動(dòng)。我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運(yùn)動(dòng)?！?彈簧振子為什么會(huì)振動(dòng)？物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí),一定受到指向中心位置的力,這個(gè)力的作用總能使物體回到中心位置,這個(gè)力叫回復(fù)力,回復(fù)力是根據(jù)力的效果命名的,對(duì)于彈簧振子,它是彈力?；貜?fù)力可以是彈力,或其它的力,或幾個(gè)力的合力,或某個(gè)力的分力。在O點(diǎn),回復(fù)力是零,叫振動(dòng)的平衡位置。〔3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征彈簧振子在振動(dòng)過(guò)程中,回復(fù)力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關(guān)系。在研究機(jī)械振動(dòng)時(shí),我們把偏離平衡位置的位移簡(jiǎn)稱為位移。3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移圖象——振動(dòng)圖象簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移指的是什么位移？〔相對(duì)平衡位置的位移[演示]當(dāng)彈簧振子振動(dòng)時(shí),沿垂置于振動(dòng)方向勻速拉動(dòng)紙帶,毛筆P就在紙帶上畫出一條振動(dòng)曲線。說(shuō)明：勻速拉動(dòng)紙帶時(shí),紙帶移動(dòng)的距離與時(shí)間成正比,紙帶拉動(dòng)一定的距離對(duì)應(yīng)振子振動(dòng)一定的時(shí)間,因此紙帶的運(yùn)動(dòng)方向可以代表時(shí)間軸的方向,紙帶運(yùn)動(dòng)的距離就可以代表時(shí)間。介紹這種記錄振動(dòng)方法的實(shí)際應(yīng)用例子：心電圖儀、地震儀。理論和實(shí)驗(yàn)都證明：〔1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象都是正弦或余弦曲線。讓學(xué)生思考后回答：振動(dòng)圖象在什么情況下是正弦,什么情況下是余弦？〔由開始計(jì)時(shí)的位置決定小結(jié)：作業(yè):1、必作部分2．完成第195頁(yè)第〔3題2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述教學(xué)目標(biāo)：1．知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的含義。2．理解周期和頻率的關(guān)系。3．知道振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率,并正確理解與振幅無(wú)關(guān)。重點(diǎn)難點(diǎn)：振幅、周期和頻率的物理意義；理解振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率與振幅無(wú)關(guān)。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)觀察、講授、討論,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。教具：彈簧振子,音叉,教學(xué)過(guò)程1．新課引入上節(jié)課講了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復(fù)力作用下,總以某一位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。將振子拉到平衡位置O的右側(cè),放手后,振子在O點(diǎn)的兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振子的運(yùn)動(dòng)是否具有周期性？在圓周運(yùn)動(dòng)中,物體的運(yùn)動(dòng)由于具有周期性,為了研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律,我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),也需要引入新的物理量,即振幅、周期和頻率。2．新課講授實(shí)驗(yàn)演示：觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng),可知振子總在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明振子離開平衡位置的距離在一定的數(shù)值范圍內(nèi),這就是我們要學(xué)的第一個(gè)概念——振幅?！?、振幅A：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離。我們要注意,振幅是振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離,而不是最大位移。這就意味著,振幅是一個(gè)數(shù)值,指的是最大位移的絕對(duì)值。[板書]2、振動(dòng)的周期和頻率〔1、振動(dòng)的周期T：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間。振動(dòng)的頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)?！?、周期的單位為秒〔s、頻率的單位為赫茲〔Hz。實(shí)驗(yàn)演示：下面我們觀察兩個(gè)勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子,讓這兩個(gè)彈簧振子開始振動(dòng),用秒表或者脈搏計(jì)時(shí),比較一下這兩個(gè)振子的周期和頻率。演示實(shí)驗(yàn)表明,周期越小的彈簧振子,頻率就越大。[板書]<3>、周期和頻率都是表示振動(dòng)快慢的物理量。兩者的關(guān)系為：T=1/f或f=1/T舉例來(lái)說(shuō),若周期T=0.2s,即完成一次全振動(dòng)需要0.2s,那么1s內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù),就是1/0.2=5s-1.也就是說(shuō),1s鐘振動(dòng)5次,即頻率為5Hz.[板書]3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期或頻率與振幅無(wú)關(guān)實(shí)驗(yàn)演示〔引導(dǎo)學(xué)生注意聽：敲一下音叉,聲音逐漸減弱,即振幅逐漸減小,但音調(diào)不發(fā)生變化,即頻率不變.[板書]振子的周期<或頻率>由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,稱為振子的固有周期或固有頻率.例如:一面鑼,它只有一種聲音,用錘敲鑼,發(fā)出響亮的鑼聲,鑼聲很快弱下去,但不會(huì)變調(diào).擺動(dòng)著的秋千,雖擺動(dòng)幅度發(fā)生變化,但頻率不發(fā)生變化.彈簧振子在實(shí)際的振動(dòng)中,會(huì)逐漸停下來(lái),但頻率是不變的.這些都說(shuō)明所有能振動(dòng)的物體,都有自己的固有周期或固有頻率.鞏固練習(xí):1．A、B兩個(gè)完全一樣的彈簧振子,把A振子移到A的平衡位置右邊10cm,把B振子移到B的平衡位置右邊5cm,然后同時(shí)放手,那么：A、B運(yùn)動(dòng)的方向總是相同的.A、B運(yùn)動(dòng)的方向總是相反的.A、B運(yùn)動(dòng)的方向有時(shí)相同、有時(shí)相反.無(wú)法判斷A、B運(yùn)動(dòng)的方向的關(guān)系.作業(yè)1．動(dòng)手作業(yè)：同學(xué)們自己制作一個(gè)彈簧振子,觀察其運(yùn)動(dòng).分別改變振子振動(dòng)的振幅、彈簧的勁度和振子的質(zhì)量,其周期和頻率是否變化?2．書面作業(yè)：把課本162頁(yè)練習(xí)二〔1、<2>題做在練習(xí)本上.3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量一、教學(xué)目的1．掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義；了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征；掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式；了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律。2．引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察,概括簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量變化規(guī)律,培養(yǎng)歸納總結(jié)能力。3．結(jié)合舊知識(shí)進(jìn)行分析,推理而掌握新知識(shí),以培養(yǎng)其觀察和邏輯思維能力。二、教學(xué)難點(diǎn)1．重點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義；2．難點(diǎn)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析和能量分析。三、教具：彈簧振子,掛圖。四、主要教學(xué)過(guò)程〔一引入新課提問1：什么是機(jī)械振動(dòng)？答：物體在平衡位置附近做往復(fù)運(yùn)動(dòng)叫機(jī)械振動(dòng)。提問2：振子做什么運(yùn)動(dòng)？日常生活中經(jīng)常會(huì)遇到機(jī)械振動(dòng)的情況：機(jī)器的振動(dòng),橋梁的振動(dòng),樹枝的振動(dòng),樂器的發(fā)聲,它們的振動(dòng)比較復(fù)雜,但這些復(fù)雜的振動(dòng)都是由簡(jiǎn)單的振動(dòng)的組成的,因此,我們的研究仍從最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng)開始。剛才演示的就是一種最簡(jiǎn)單、最基本的機(jī)械振動(dòng),叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。提問3：過(guò)去我們研究自由落體等勻變速直線運(yùn)動(dòng)是從哪幾個(gè)角度進(jìn)行研究的？今天,我們?nèi)砸獜倪\(yùn)動(dòng)學(xué)〔位移、速度、加速度研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)；從動(dòng)力學(xué)〔力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征,再研究能量變化的情況?！捕抡n教學(xué)〔第二次演示豎直方向的彈簧振子提問4：大家應(yīng)明確觀察什么？〔物體提問5：上述四個(gè)物理量中,哪個(gè)比較容易觀察？提問6：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體受的是恒力還是變力？力的大小、方向如何變？小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：回復(fù)力的大小與位移成正比,回復(fù)力的方向指向平衡位置提問7：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是不是勻變速運(yùn)動(dòng)？小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),但不是勻變速運(yùn)動(dòng)。加速度最大時(shí),速度等于零；速度最大時(shí),加速度等于零。提問8：從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),我們來(lái)看它在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量如何變化？讓我們?cè)賮?lái)觀察。提問9：振動(dòng)前為什么必須將振子先拉離平衡位置？〔外力對(duì)系統(tǒng)做功提問10：在A點(diǎn),振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問11：在O點(diǎn),振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問12：在D點(diǎn),振子的動(dòng)能多大？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？提問13：在B,C點(diǎn),振子有動(dòng)能嗎？系統(tǒng)有勢(shì)能嗎？小結(jié)：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程是一個(gè)動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程。〔三總結(jié)：〔四布置作業(yè)：4、單擺一、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)目標(biāo)：〔1知道什么是單擺；〔2理解單擺振動(dòng)的回復(fù)力來(lái)源及做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件；〔3知道單擺的周期和什么有關(guān),掌握單擺振動(dòng)的周期公式,并能用公式解題。2．能力目標(biāo)：觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出影響周期的因素,培養(yǎng)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．本課重點(diǎn)在于掌握好單擺的周期公式及其成立條件。2．本課難點(diǎn)在于單擺回復(fù)力的分析。三、教具:兩個(gè)單擺〔擺長(zhǎng)相同,質(zhì)量不同四、教學(xué)過(guò)程〔－引入新課在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子,知道彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。那么：物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答：物體做機(jī)械振動(dòng),受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比,方向與位移方向相反。今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動(dòng)——單擺的運(yùn)動(dòng)〔二進(jìn)行新課1、閱讀課本第167頁(yè)到168頁(yè)第一段,思考：什么是單擺？答：一根細(xì)線上端固定,下端系著一個(gè)小球,如果懸掛小球的細(xì)線的伸長(zhǎng)和質(zhì)量可以忽略,細(xì)線的長(zhǎng)度又比小球的直徑大得多,這樣的裝置就叫單擺。圖２物理上的單擺,是在一個(gè)固定的懸點(diǎn)下,用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩,系住一個(gè)一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn),在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。所以,實(shí)際的單擺要求繩子輕而長(zhǎng),擺球要小而重。擺長(zhǎng)指的是從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放,單擺振動(dòng)類似于鐘擺振動(dòng)。擺球靜止時(shí)所處的位置就是單擺的平衡位置。圖２物體做機(jī)械振動(dòng),必然受到回復(fù)力的作用,彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供,單擺同樣做機(jī)械振動(dòng),思考：?jiǎn)螖[的回復(fù)力由誰(shuí)來(lái)提供,如何表示？1平衡位置當(dāng)擺球靜止在平衡位置O點(diǎn)時(shí),細(xì)線豎直下垂,擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡,O點(diǎn)就是擺球的平衡位置。2回復(fù)力單擺的回復(fù)力F回=G1=mgsinθ,單擺的振動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)呢？單擺受到的回復(fù)力F回=mgsinθ,如圖：雖然隨著單擺位移X增大,sinθ也增大,但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比,單擺的振動(dòng)不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。但是,在θ值較小的情況下〔一般取θ≤10°,在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為sinθ=X/L,近似的有F=mgsinθ=<mg/L>x=kx〔k=mg/L,又回復(fù)力的方向始終指向O點(diǎn),與位移方向相反,滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件,即物體在大小與位移大小成正比,方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動(dòng),F=-<mg/L>x=-kx〔k=mg/L為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。所以,當(dāng)θ≤10°時(shí),單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。條件：擺角θ≤10°位移大時(shí),單擺的回復(fù)力大,位移小,回復(fù)力小,當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí),單擺的位移為0,回復(fù)力也為0,思考：此時(shí),單擺所受的合外力是否為0？單擺此時(shí)做的是圓周運(yùn)動(dòng),做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受向心力,單擺也不能例外,也受到向心力的作用〔引導(dǎo)學(xué)生思考,單擺作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力從何而來(lái)？。在平衡位置,擺球受繩的拉力F和重力G的作用,繩的拉力大于重力G,它們的合力充當(dāng)向心力。所以,單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí),受到的回復(fù)力為0,但是所受的合外力不為0。3．單擺的周期我們知道做機(jī)械振動(dòng)的物體都有振動(dòng)周期,請(qǐng)思考：?jiǎn)螖[的周期受那些因素的影響呢？生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長(zhǎng)有關(guān)。單擺的周期是否和這些因素有關(guān)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)我們的猜想為了減小對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾,每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個(gè)物理量,這種研究問題的方法就是——控制變量法。首先,我們研究擺球的質(zhì)量對(duì)單擺周期的影響：那么就先來(lái)看一下擺球質(zhì)量不同,擺長(zhǎng)和振幅相同,單擺振動(dòng)周期是不是相同。［演示1］將擺長(zhǎng)相同,質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。現(xiàn)象：兩擺球擺動(dòng)是同步的,即說(shuō)明單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān),不會(huì)受影響。這個(gè)實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺振動(dòng)的周期,所以擺角不要超過(guò)10°。接下來(lái)看一下振幅對(duì)周期的影響。［演示2］擺角小于10°的情況下,把兩個(gè)擺球從不同高度釋放?！灿梢幻麑W(xué)生來(lái)完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,教師加以指導(dǎo)現(xiàn)象：擺球同步振動(dòng),說(shuō)明單擺振動(dòng)的周期和振幅無(wú)關(guān)。剛才做過(guò)的兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),證實(shí)了如果兩個(gè)擺擺長(zhǎng)相等,單擺振動(dòng)周期和擺球質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)。如果擺長(zhǎng)L不等,改變了這個(gè)條件會(huì)不會(huì)影響周期？［演示3］取擺長(zhǎng)不同,兩個(gè)擺球從某一高度同時(shí)釋放,注意要θ≤10°?！灿梢幻麑W(xué)生來(lái)完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,教師加以指導(dǎo)現(xiàn)象：兩擺振動(dòng)不同步,而且擺長(zhǎng)越長(zhǎng),振動(dòng)就越慢。這說(shuō)明單擺振動(dòng)和擺長(zhǎng)有關(guān)。具體有什么關(guān)系呢？荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動(dòng),在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：?jiǎn)螖[的周期和擺長(zhǎng)l的平方根成正比,和重力加速度g的平方根成反比,周期公式：同時(shí)這個(gè)公式的提出,也是在單擺振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的前提下,條件：擺角θ≤10°由周期公式我們看到T與兩個(gè)因素有關(guān),當(dāng)g一定,T與成正比；當(dāng)L一定,T與成反比；L,g都一定,T就一定了,對(duì)應(yīng)每一個(gè)單擺有一個(gè)固有周期T,〔三課堂小結(jié)：本節(jié)課主要講了單擺振動(dòng)的規(guī)律,只有在θ<10°時(shí)單擺振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；單擺振動(dòng)周期例1：已知某單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng),振動(dòng)周期為T,試表示出單擺所在地的重力加速度g.例2：有兩個(gè)單擺,甲擺振動(dòng)了15次的同時(shí),乙擺振動(dòng)了5次,則甲乙兩個(gè)擺的擺長(zhǎng)之比為_________。5、外力作用下的振動(dòng)一、教學(xué)目標(biāo)〔1知道阻尼振動(dòng)和無(wú)阻尼振動(dòng),并能從能量的觀點(diǎn)給予說(shuō)明?！?知道受迫振動(dòng)的概念。知道受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟振動(dòng)物體的固有頻率無(wú)關(guān)?！?理解共振的概念,知道常見的共振的應(yīng)用和危害。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：受迫振動(dòng),共振。三、教具：彈簧振子、受迫振動(dòng)演示儀、擺的共振演示器四、教學(xué)過(guò)程〔一復(fù)習(xí)提問讓學(xué)生注意觀察教師的演示實(shí)驗(yàn)。教師把彈簧振子的振子向右移動(dòng)至B點(diǎn),然后釋放,則振子在彈性力作用下,在平衡位置附近持續(xù)地沿直線振動(dòng)起來(lái)。重復(fù)兩次讓學(xué)生在黑板上畫出振動(dòng)圖象的示意圖〔圖1中的Ⅰ。再次演示上面的振動(dòng),只是讓起始位置明顯地靠近平衡位置,再讓學(xué)生在原坐標(biāo)上畫出第二次振子振動(dòng)的圖象〔圖1中的Ⅱ。Ⅰ和Ⅱ應(yīng)同頻、同相、振幅不同。結(jié)合圖象和振子運(yùn)動(dòng)與學(xué)生一起分析能量的變化并引入新課?！捕抡n教學(xué)現(xiàn)在以彈簧振子為例討論一下簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量問題。問：振子從B向O運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,它的能量是怎樣變化的？引導(dǎo)學(xué)生答出彈性勢(shì)能減少,動(dòng)能增加。問：振子從O向C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量如何變化？振子由C向O、又由O向B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,能量又是如何變化的？問：振子在振動(dòng)過(guò)程中總的機(jī)械能如何變化？引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械能守恒定律,得出在不計(jì)阻力作用的情況下,總機(jī)械能保持不變。教師指出：將振子從B點(diǎn)釋放后在彈簧彈力〔回復(fù)力作用下,振子向左運(yùn)動(dòng),速度加大,彈簧形變〔位移減少,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為振子的動(dòng)能。當(dāng)回到平衡位置O時(shí),彈簧無(wú)形變,彈性勢(shì)能為零,振子動(dòng)能達(dá)到最大值,這時(shí)振子的動(dòng)能等于它在最大位移處〔B點(diǎn)彈簧的彈性勢(shì)能,也就是等于系統(tǒng)的總機(jī)械能。在任何一位置上,動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變,都等于開始振動(dòng)時(shí)的彈性勢(shì)能,也就是系統(tǒng)的總機(jī)械能。由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中總機(jī)械能守恒,所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中振幅不變。如果初始時(shí)B點(diǎn)與O點(diǎn)的距離越大,到O點(diǎn)時(shí),振子的動(dòng)能越大,則系統(tǒng)所具有的機(jī)械能越大。相應(yīng)地,振子的振幅也就越大,因此簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅與能量相對(duì)應(yīng)。問：怎樣才能使受阻力的振動(dòng)物體的振幅不變,而一直振動(dòng)下去呢？引導(dǎo)學(xué)生答出,應(yīng)不斷地向系統(tǒng)補(bǔ)充損耗的機(jī)械能,以使振動(dòng)物體的振幅不變。指出：這種振幅不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)。舉幾個(gè)等幅振動(dòng)的例子,例如電鈴響的時(shí)候,鈴錘是做等幅振動(dòng)。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí),打點(diǎn)針是做等幅振動(dòng)。掛鐘的擺是做等幅振動(dòng)?！鼈兊墓餐攸c(diǎn)是,工作時(shí)振動(dòng)物體不斷地受到周期性變化外力的作用。這種周期性變化的外力叫驅(qū)動(dòng)力。在驅(qū)動(dòng)力作用下物體的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。再讓學(xué)生舉幾個(gè)受迫振動(dòng)的例子,例如內(nèi)燃機(jī)氣缸中活塞的運(yùn)動(dòng),縫紉機(jī)針頭的運(yùn)動(dòng),揚(yáng)聲器紙盆的運(yùn)動(dòng),耳機(jī)中膜片的運(yùn)動(dòng)等都是受迫振動(dòng)。問：受迫振動(dòng)的頻率跟什么有關(guān)呢？讓學(xué)生注意觀察演示〔圖3。用不同的轉(zhuǎn)速勻速地轉(zhuǎn)動(dòng)把手,可以發(fā)現(xiàn),開始振子的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜,但達(dá)到穩(wěn)定后,振子的運(yùn)動(dòng)就比較穩(wěn)定,可以明顯地觀察到受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期。這樣就可以得到物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而跟振子的固有頻率無(wú)關(guān)。問：受迫振動(dòng)的振幅又跟什么有關(guān)呢？演示擺的共振〔裝置如圖4,在一根繃緊的繩上掛幾個(gè)單擺,其中A、B、G球的擺長(zhǎng)相等。當(dāng)使A擺動(dòng)起來(lái)后,A球的振動(dòng)通過(guò)張緊的繩給其余各擺施加周期性的驅(qū)動(dòng)力,經(jīng)一段時(shí)間后,它們都會(huì)振動(dòng)起來(lái)。驅(qū)動(dòng)力的頻率等于A擺的頻率。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在A擺多次擺動(dòng)后,各球都將以A球的頻率振動(dòng)起來(lái),但振幅不同,固有頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等的B、G球的振幅最大,而頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相差最大的D、E球的振幅最小。明確指出：驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí),振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。講解一下共振在技術(shù)上有其有利的一面,也存在不利的一面。結(jié)合課本讓同學(xué)思考,在生活實(shí)際中利用共振和防止共振的實(shí)例。三、請(qǐng)同學(xué)小結(jié)一下本節(jié)要點(diǎn)1．振動(dòng)物體都具有能量,能量的大小與振幅有關(guān),振幅越大,振動(dòng)能量也越大；2．當(dāng)振動(dòng)物體的能量逐漸減小時(shí),振幅也隨著減小,這樣的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)；3．振幅保持不變的振動(dòng)叫等幅振動(dòng)；4．物體在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng),受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率；5．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),受迫振動(dòng)振幅最大的現(xiàn)象叫共振；共振在技術(shù)上有其有利的一面,也存在不利的一面；有利的要盡量利用,不利的要盡量防止。四、鞏固練習(xí)支持火車車廂的彈簧的固有頻率為2Hz,行駛在每節(jié)鐵軌長(zhǎng)10米的鐵路上,則當(dāng)運(yùn)行速度為____m/s時(shí),車廂振動(dòng)最劇烈。[20m/s]12.1波的形成和傳播一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)：①知道直線上機(jī)械波的形成過(guò)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(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波",知道波在傳播運(yùn)動(dòng)形式的同時(shí)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二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析機(jī)械波的形成過(guò)程及傳播規(guī)律是本節(jié)課的重點(diǎn),也是本節(jié)課的難點(diǎn)。三、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探索和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)四、教具絲帶、波動(dòng)演示箱、水平懸掛的長(zhǎng)彈簧、音叉五、教學(xué)過(guò)程〔－引入新課［演示］抖動(dòng)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(gè)簡(jiǎn)單的例子中,我們接觸到一種廣泛存在的運(yùn)動(dòng)形式——波動(dòng),請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e出幾個(gè)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(shí)例中感觸波的存在,增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)。學(xué)生會(huì)列舉水波、聲波、無(wú)線電波、光波。教師啟發(fā),大家聽說(shuō)過(guò)地震嗎？學(xué)生會(huì)想到地震波。水波、聲波、地震波都是機(jī)械波,無(wú)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(shí),以后還會(huì)學(xué)習(xí)電磁波的知識(shí)?！捕M(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(dòng)水平懸掛的柔軟長(zhǎng)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(huì)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(shí)驗(yàn)探索發(fā)放"探索波的形成和傳播規(guī)律"的實(shí)驗(yàn)報(bào)告,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鞑ǖ男纬稍蚝蛡鞑ヒ?guī)律實(shí)驗(yàn)〔一,學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：每?jī)扇艘粭l絲帶〔60cm左右,觀察絲帶上凹凸相間的波。實(shí)驗(yàn)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(dòng),在絲帶上產(chǎn)生一列凹凸相間的波向另一端傳播?！?、在絲帶上每隔大約2~3cm用墨水染上一個(gè)點(diǎn),代表絲帶上的質(zhì)點(diǎn)。重復(fù)步驟〔1。觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)依次被帶動(dòng)著振動(dòng)起來(lái),振動(dòng)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(dòng)后,為什么后面的質(zhì)點(diǎn)能被帶動(dòng)著運(yùn)動(dòng)起來(lái)？_________________如果將絲帶剪斷,后面的質(zhì)點(diǎn)還能運(yùn)動(dòng)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(yè)③觀察絲帶上的質(zhì)點(diǎn)是否隨波向遠(yuǎn)處遷移？__________實(shí)驗(yàn)〔二,觀察波動(dòng)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(shí)驗(yàn)步驟：〔1、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線?！脖硎靖髻|(zhì)點(diǎn)都處在平衡位置〔2、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來(lái)?！沧⒁庥^察各個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的先后順序現(xiàn)象：①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻_______,從總體上看形成凹凸相間的波。②各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿________方向,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向_______。③質(zhì)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)〔三,觀察彈簧上產(chǎn)生的疏密相間的波。實(shí)驗(yàn)步驟：〔1、撥動(dòng)水平懸掛的柔軟長(zhǎng)彈簧一端,產(chǎn)生一列疏密相間的波沿彈簧傳播?！?、在彈簧上某一位置系一根紅布條,代表彈簧上的質(zhì)點(diǎn),重復(fù)步驟〔1。①觀察:：紅布條是否隨波遷移？________說(shuō)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(shí)遷移能力實(shí)驗(yàn)〔四,觀察波動(dòng)演示器上疏密相間的波：實(shí)驗(yàn)步驟：〔1、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,演示屏上的質(zhì)點(diǎn)排成一條水平線。〔2、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng)起來(lái)?，F(xiàn)象：①后面的質(zhì)點(diǎn)總比前面的質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)的時(shí)刻________,從總體上看形成疏密相間的波。②各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)沿________,波的傳播沿_______方向,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向_______。③質(zhì)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：①不論橫波還是縱波,介質(zhì)中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生振動(dòng)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(lái)前,各個(gè)質(zhì)點(diǎn)是靜止的,波傳來(lái)后開始振動(dòng),說(shuō)明他們獲得了能量。這個(gè)能量是從波源通過(guò)前面的質(zhì)點(diǎn)傳來(lái)的。因此：波是傳遞_________的一種方式。[板書]1、機(jī)械振動(dòng)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(dòng)形式,是振動(dòng)的能量?！踩R(shí)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(shí),位于震源正上方的建筑物,在縱波和橫波分別傳來(lái)時(shí)的振動(dòng)情況嗎？為什么？〔從理性認(rèn)識(shí)回到感性認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第二次飛躍2、本來(lái)是靜止的質(zhì)點(diǎn),隨著波的傳來(lái)開始振動(dòng),有關(guān)這一現(xiàn)象的說(shuō)法正確的有：A、該現(xiàn)象表明質(zhì)點(diǎn)獲得了能量B、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量是從波源傳來(lái)的C、該質(zhì)點(diǎn)從前面的質(zhì)點(diǎn)獲取能量,同時(shí)也將振動(dòng)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(dòng),在介質(zhì)中傳播的波也立即停止F、介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)做的是受迫振動(dòng)〔四布置作業(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(jiǎn)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(shí)解決實(shí)際問題的能力和表達(dá)能力2、動(dòng)腦作業(yè)：發(fā)生地震時(shí),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(qǐng)用本節(jié)所學(xué)知識(shí)加以解釋?！矊W(xué)以致用,鞏固提高12.2波的圖象一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)：①知道波的圖象,知道橫、縱坐標(biāo)各表示什么物理量,知道什么是簡(jiǎn)諧波。②知道什么是波的圖象,能在簡(jiǎn)諧波的圖象中讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅。③根據(jù)某一時(shí)刻的波的圖象和波的傳播方向,能畫出下一時(shí)刻和前一時(shí)刻的波的圖象,并能指出圖象中各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向。④了解波的圖象的物理意義,能區(qū)別簡(jiǎn)諧波與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)兩者的圖象。2、能力目標(biāo)：能夠利用波的圖象解決實(shí)際問題。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：波的圖象的物理意義。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示四、教具：波動(dòng)演示儀,五、教學(xué)過(guò)程：〔一引入新課通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道了什么是機(jī)械波,同時(shí)認(rèn)識(shí)了波的形成和傳播過(guò)程。我們還清楚,圖象是描述物理過(guò)程、物理現(xiàn)象和反映物理規(guī)律的一種簡(jiǎn)單、直觀的方法,如物體的運(yùn)動(dòng)圖象、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象等。同樣,波的運(yùn)動(dòng)情況及傳播過(guò)程也可以用圖象直觀的表示出來(lái)。這就是波的圖象?！捕M(jìn)行新課[板書]一、什么是波的圖象振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的位置連成的一條曲線,叫波的圖象。這就是質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向之間的關(guān)系問題。[板書]二、振動(dòng)方向和波的傳播方向的關(guān)系[例題1]一列橫波在某一時(shí)刻的波形圖如圖10-1所示。若此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的振動(dòng)方向向下,則波向什么方向傳播？分析：取和a相鄰的兩個(gè)點(diǎn)b、c。若a點(diǎn)此時(shí)刻向下振動(dòng),則b點(diǎn)應(yīng)是帶動(dòng)a點(diǎn)振動(dòng)的,c點(diǎn)應(yīng)是在a點(diǎn)帶動(dòng)下振動(dòng)的。所以b點(diǎn)先振動(dòng),其次是a、c兩點(diǎn)。因此,波是向左傳播的。[板書]三、波的圖象變化情況確定波的圖象變化的情況有兩種方法：一是描點(diǎn)作圖法,二是圖象平移作圖法。〔這一節(jié)課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)前一種方法[板書]1、描點(diǎn)作圖法[例題3]某一簡(jiǎn)諧波在t=0時(shí)刻的波形圖如圖10-2中的實(shí)線所示。若波向右傳播,畫出T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。分析：根據(jù)t=o時(shí)刻波的圖象及傳播方向,可知此時(shí)刻A、B、C、D、E、F各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向,由各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向可確定出經(jīng)T/4后各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所在的位置,將這些點(diǎn)所在位置用平滑曲線連接起來(lái),便可得到經(jīng)T/4后時(shí)刻的波的圖象。如圖10-2中虛線所示。若波向左傳播,同樣道理可以畫出從t=o時(shí)刻開始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。下面請(qǐng)同學(xué)們?cè)诰毩?xí)本上畫出波向左傳播,從t=0時(shí)刻開始的T/4后和T/4前兩個(gè)時(shí)刻的波的圖象。〔可以請(qǐng)兩個(gè)學(xué)生到黑板上練習(xí),及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,進(jìn)行針對(duì)性講評(píng)[板書]2、圖象平移作圖法從波的圖象中的波形曲線我們看到,波的圖象和振動(dòng)圖象從圖線形狀看,可以完全相同,但兩種圖象有著本質(zhì)的區(qū)別。[板書]四、波的圖象與振動(dòng)圖象的區(qū)別[板書]1、兩種圖象橫、縱坐標(biāo)的意義不同。波的圖象橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,振動(dòng)圖象橫坐標(biāo)t表示該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的時(shí)間。[板書]2、兩種圖象描述的對(duì)象不同波的圖象描述的是某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移,振動(dòng)圖象描述的是某一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移。[板書]3、兩種圖象相鄰兩個(gè)正向〔或負(fù)向位移最大值之間的距離含義不同。波的圖象中相鄰兩個(gè)正向〔或負(fù)向位移最大值之間的距離表示波在一個(gè)周期內(nèi)傳播的距離,振動(dòng)圖象中相鄰兩個(gè)正向〔或負(fù)向位移最大值之間的距離表示振動(dòng)的周期。〔三鞏固練習(xí)1、一列橫波在某一時(shí)刻的波形如圖10-4所示,若質(zhì)點(diǎn)O此時(shí)向上運(yùn)動(dòng),則波的傳播方向；若波向左傳播,則此時(shí)振動(dòng)方向向下的質(zhì)點(diǎn)有2、如圖10-5所示是一列橫波在t=o時(shí)刻的波形圖。若波向左傳播,用"描點(diǎn)法"作出3T/4前時(shí)刻的波形圖。〔四作業(yè)1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文內(nèi)容。2、教材練習(xí)一第〔1—〔3題。12.3波長(zhǎng)、頻率和波速一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)目標(biāo)：①知道什么是波的波長(zhǎng),能在波的圖象中求出波長(zhǎng)。②知道什么是波傳播的周期〔頻率,理解周期與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期的關(guān)系。③理解決定波的周期的因素,并知道其在波的傳播過(guò)程中的特點(diǎn)。④理解波長(zhǎng)、周期〔頻率和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系,并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問題。2、能力目標(biāo)：學(xué)會(huì)應(yīng)用波長(zhǎng)、周期〔頻率和波速的關(guān)系分析解決實(shí)際問題的方法。二、教學(xué)重點(diǎn)：理解波長(zhǎng)、周期〔頻率和波速的物理意義及它們之間的關(guān)系,并會(huì)應(yīng)用這一關(guān)系進(jìn)行計(jì)算和分析實(shí)際問題。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示四、教具：波動(dòng)演示儀五、教學(xué)過(guò)程：〔一引入新課在物理中,一些物理現(xiàn)象、過(guò)程、規(guī)律等,都需要用物理量進(jìn)行描述。同樣,機(jī)械波及其傳播過(guò)程,也需要一些物理量進(jìn)行描述。在上一節(jié)我們認(rèn)識(shí)和理解波的圖象的基礎(chǔ)上,這節(jié)課,我們來(lái)學(xué)習(xí)和研究描述波的幾個(gè)物理量,即波長(zhǎng)、頻率和波速〔二進(jìn)行新課[板書]一、波長(zhǎng)〔λ在教材中的圖10-5可以看出,由質(zhì)點(diǎn)1發(fā)出的振動(dòng)傳到質(zhì)點(diǎn)13,使質(zhì)點(diǎn)13開始振動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)1完成一次全振動(dòng),因而這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)步調(diào)完全一致。也就是說(shuō),至兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)在振動(dòng)中的任何時(shí)刻,對(duì)平衡位置的位移大小和方向總是相等的。我們就把這樣兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離叫做波長(zhǎng)。[板書]1、在波動(dòng)中,對(duì)平衡位置的位移總是相等的兩個(gè)相鄰質(zhì)點(diǎn)間的距離,叫做波的波長(zhǎng)。對(duì)于波長(zhǎng)這個(gè)物理量,我們還需要結(jié)合波的圖象,進(jìn)一步加深理解。[板書]2、幾點(diǎn)說(shuō)明要理解"位移總相等"的含義。這里要求的是每時(shí)每刻都相等。如圖10-10所示,如E、F兩點(diǎn)在圖示的時(shí)刻位移是相等的,但過(guò)一段時(shí)間后,位移就不一定相等,所以E、F兩點(diǎn)的距離就不等于一個(gè)波長(zhǎng)。[板書]〔1"位移總相等"的含義是"每時(shí)每刻都相等"。從波的圖象中不難看出,位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),其速度也總是相等的。[板書]〔2位移總相等的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),其速度也總是相等的。在橫波中,兩個(gè)相鄰波峰或兩個(gè)相鄰波谷之間的距離等于波長(zhǎng)。在縱波中,兩個(gè)相鄰密部或兩個(gè)相鄰疏部之間的距離也等于波長(zhǎng)。結(jié)合圖10-10,我們可以看到,相距λ/2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)總是相反的。進(jìn)而可以總結(jié)出這樣的結(jié)論：相距λ整數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相同的；相距λ/2奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)步調(diào)總是相反的。為了描述波的傳播過(guò)程,還需要引入物理量——周期和頻率。[板書]二、周期〔T、頻率〔f波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期〔或頻率也就是波傳播的周期〔頻率。[板書]1、波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期〔或頻率就是波的周期〔或頻率。關(guān)于波的周期〔或頻率我們也需要理解幾個(gè)問題。[板書]2、幾點(diǎn)說(shuō)明由于波的周期〔或頻率就是波源質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期〔或頻率,所以波的周期〔或頻率應(yīng)由波源決定,與傳播波的介質(zhì)無(wú)關(guān)。[板書]〔1、同一種波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)周期〔或頻率保持不變。[板書]〔2、每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間波就沿傳播方向傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離。[板書]〔3、每經(jīng)歷一個(gè)周期,原有的波形圖不改變。[板書]三、波速〔v波速的含義和物體運(yùn)動(dòng)速度的含義是相同的。波速描述的是振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的快慢程度。[板書]1、單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)所傳播的距離叫做波速。即v=s/t[板書]2、幾點(diǎn)說(shuō)明。同一振動(dòng)在不同介質(zhì)中傳播的快慢程度是不同的,也就是說(shuō),同一列波在不同介質(zhì)中傳播的速度不同。由此我們還可以想到,在同一均勻介質(zhì)中,同一列波的波速應(yīng)是不變的。[板書]〔1波速的大小由介質(zhì)的性質(zhì)決定,同一列波在不同介質(zhì)中傳播速度不同?！?一列波在同一均勻介質(zhì)中是勻速傳播的,即s=vt.波速和質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度有著完全不同的含義。前者在同種均勻介質(zhì)中具有某一定值,后者的大小和方向都是隨時(shí)間改變的。[板書]〔3要區(qū)分波速與質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度的含義。由波長(zhǎng)、周期、〔或頻率和波速的定義,我們可以看到三者有著一定的聯(lián)系。[板書]四、波長(zhǎng)、周期〔或頻率和波速的關(guān)系。在波動(dòng)中,每經(jīng)過(guò)一個(gè)周期T,振動(dòng)在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長(zhǎng)λ。由此我們可以找到λ、T〔或f和v三者之間的關(guān)系。[板書]1、v=λ/T由于周期T和頻率f互為倒數(shù)〔即f=1/T,所以v、λ與f還應(yīng)有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系。[板書]2、v=λf由上式我們還可以這樣理解波速這個(gè)物理量,波速等于波長(zhǎng)和頻率的乘積。這個(gè)關(guān)系雖然是從機(jī)械波得到的,但是它對(duì)于我們以后要學(xué)習(xí)的電磁波、光波也是適用的。對(duì)于式v=λ/T或v=λf,我們不但要理解,還要能應(yīng)用他們解決實(shí)際問題。為了加深對(duì)以上兩式的理解和提高應(yīng)用以上兩式分析問題和解決問題的能力。〔三作業(yè)1、復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容,并思考教材中本節(jié)例題的分析與解答過(guò)程。2、思考教材練習(xí)二第〔1題。3、教材練習(xí)二〔2-〔5題。12．4、5波的反射和折射、波的衍射一、教學(xué)目標(biāo)1、知道什么是波的衍射現(xiàn)象。2、知道波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。3．知道衍射是波的特有現(xiàn)象。二、教學(xué)重點(diǎn)：波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示四、教具：水波槽、兩塊擋板、五、教學(xué)過(guò)程：〔一引入新課大家都熟悉"聞其聲不見其人"的物理現(xiàn)象,這是什么原因呢？通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),我們就會(huì)知道,原來(lái)波遇到狹縫、小孔或較小的障礙物時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種特有得現(xiàn)象,這就是波的衍射。〔二進(jìn)行新課波在向前傳播遇到障礙物時(shí),會(huì)發(fā)生波線彎曲,偏離原來(lái)的直線方向而繞到障礙物的背后繼續(xù)轉(zhuǎn)播,這種現(xiàn)象就叫做波的衍射。[板書]1、波的衍射：波可以繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播,這種現(xiàn)象叫做波的衍射。大家想一想,你見過(guò)的哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？答：在水塘里,微風(fēng)激起的水波遇到露出水面的小石頭、蘆葦?shù)募?xì)小的障礙物,會(huì)繞過(guò)它們繼續(xù)傳播。下面我們用水波槽和小擋板來(lái)做實(shí)驗(yàn),請(qǐng)大家認(rèn)真觀察。現(xiàn)象：水波繞過(guò)小擋板繼續(xù)傳播。將小擋板換成長(zhǎng)擋板,重新做實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)想：水波不能繞到長(zhǎng)擋板的背后傳播。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明發(fā)生衍生的條件與障礙物的大小有關(guān)。下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件。[演示]在水波槽里放兩快小擋板,當(dāng)中留一狹縫,觀察波源發(fā)出的水波通過(guò)窄縫后怎樣傳播。〔1保持水波的波長(zhǎng)不變,該變窄縫的寬度〔由窄到寬,觀察波的傳播情況有什么變化。觀察到的現(xiàn)象：在窄縫的寬度跟波長(zhǎng)相差不多的情況下,發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。水波繞到擋板后面繼續(xù)傳播?！矃⒁娬n本圖10-26甲在窄縫的寬度比波長(zhǎng)大得多的情況下,波在擋板后面的傳播就如同光線沿直線傳播一樣,在擋板后面留下了"陰影區(qū)"?！矃⒁娬n本圖10-26乙〔2保持窄縫的寬度不變,改變水波的波長(zhǎng)〔由小到大,將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用投影儀投影在大屏幕上?？梢钥吹剑涸谡p不變的情況下,波長(zhǎng)越長(zhǎng),衍射現(xiàn)象越明顯。將課本圖10-27中的甲、乙、丙一起投影在屏幕上,它們是做衍射實(shí)驗(yàn)時(shí)拍下的照片。甲中波長(zhǎng)是窄縫寬度的3/10,乙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的5/10,丙中波長(zhǎng)是窄縫寬度的7/10。通過(guò)對(duì)比可以看出：窄縫寬度跟波長(zhǎng)相差不多時(shí),有明顯的衍射現(xiàn)象。窄縫寬度比波長(zhǎng)大得多時(shí),衍射現(xiàn)象越不明顯。窄縫寬度與波長(zhǎng)相比非常大時(shí),水波將直線傳播,觀察不到衍射現(xiàn)象。[板書]二、發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多,或者比波長(zhǎng)更小時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。[板書]一切波都能發(fā)生衍射,衍射是波的特有現(xiàn)象?！踩柟叹毩?xí)1．光也是一種波,那么光遇到障礙物是否會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象？2．為什么在通常情況下,我們說(shuō)光沿直線傳播,與光是一種波是否矛盾？3．我們站在大柱子后面能聽到前面人說(shuō)話的聲音,而太陽(yáng)光照到大柱子上卻在后面形成了影,為什么？〔四課堂小結(jié)?！参遄鳂I(yè)1、已知空氣中的聲速是340m/s?，F(xiàn)有幾種聲波：〔1周期為0.05s；〔2頻率為104Hz；〔3波長(zhǎng)為10m。它們傳播時(shí)若遇到寬度約為13m的障礙物,發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是〔A．〔１和〔２Ｂ．〔２和〔３Ｃ．〔１和〔３Ｄ．都可以２、下列哪些現(xiàn)象是波的衍射現(xiàn)象？面對(duì)障礙物大喊一聲,過(guò)一會(huì)聽見自己的聲音。將一個(gè)音叉敲響,人圍繞它走一周,將聽到忽強(qiáng)忽弱的聲音。在障礙物的后面可以聽到前面的人說(shuō)話的聲音。12.6波的干涉一、教學(xué)目標(biāo)〔1知道波的疊加原理．〔2知道什么是波的干涉現(xiàn)象和干涉圖樣．〔3知道干涉現(xiàn)象也是波所特有的現(xiàn)象．二、教學(xué)重點(diǎn)：波的疊加原理三、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示四、教具：長(zhǎng)繩、發(fā)波水槽〔電動(dòng)雙振子、音叉、五、教學(xué)過(guò)程：〔一引入新課前面研究的波的衍射現(xiàn)象,是從波源發(fā)出的一列波的傳播特性。在實(shí)際情況中,?？煽吹綆琢胁ㄍ瑫r(shí)在介質(zhì)中傳播。那么,兩列或幾列波在介質(zhì)中相遇時(shí),將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象呢？〔二進(jìn)行新課一、波的疊加我們有這樣的生活經(jīng)驗(yàn)：將兩塊石子投到水面上的兩個(gè)不同地方,會(huì)激起兩列圓形水波。它們相遇時(shí)會(huì)互相穿過(guò),各自保持圓形波繼續(xù)前進(jìn),與一列水波單獨(dú)傳播時(shí)的情形完全一樣,這兩列水波互不干擾。[板書]二、波的干涉一般地說(shuō),振動(dòng)頻率、振動(dòng)方向都不相同的幾列波在介質(zhì)中疊加時(shí),情形是很復(fù)雜的。我們只討論一種最簡(jiǎn)單的但卻是最重要的情形,就是兩個(gè)振動(dòng)方向、振動(dòng)頻率都相同的波源所發(fā)出的波的疊加。[演示]在發(fā)波水槽實(shí)驗(yàn)裝置中,振動(dòng)著的金屬薄片AB,使兩個(gè)小球S1、S2同步地上下振動(dòng),由于小球S1、S2與槽中的水面保持接觸,構(gòu)成兩個(gè)波源,水面就產(chǎn)生兩列振動(dòng)方向相同、頻率也相同的波,這樣的兩列波相遇時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象如課本圖10－29所示。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？我們可以用波的疊加原理來(lái)解釋。課本圖10－30所示的是產(chǎn)生上述現(xiàn)象的示意圖。S1和S2表示兩列波的波源,它們所產(chǎn)生的波分別用兩組同心圓表示,實(shí)線圓弧表示波峰中央,虛線圓弧表示波谷中央。某一時(shí)刻,如果介質(zhì)中某點(diǎn)正處在這兩列波的波峰中央相遇處[課本圖10－30所示中的a點(diǎn)],則該點(diǎn)<a點(diǎn)>的位移是正向最大值,等于兩列波的振幅之和。經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,兩列波各前進(jìn)了半個(gè)波長(zhǎng)的距離,a點(diǎn)就處在這兩列波的波谷中央相遇處,該點(diǎn)〔a點(diǎn)的位移就是負(fù)向最大值。再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,a點(diǎn)又處在兩列波的波峰中央相遇處。這樣,a點(diǎn)的振幅就等于兩列波的振幅之和,所以a點(diǎn)的振動(dòng)總是最強(qiáng)的。這些振動(dòng)最強(qiáng)的點(diǎn)都分布在課本圖10－30中畫出的粗實(shí)線上。某一時(shí)刻,介質(zhì)中另一點(diǎn)如果正處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處[課本圖10－30中的b點(diǎn)],該點(diǎn)位移等于兩列波的振幅之差。經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,該點(diǎn)就處在一列波的波谷中央和另一列波的波峰中央相遇處,再經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,該點(diǎn)又處在一列波的波峰中央和另一列波的波谷中央相遇處。這樣,該點(diǎn)振動(dòng)的振幅就等于兩列波的振幅之差,所以該點(diǎn)的振動(dòng)總是最弱的。如果兩列波的振幅相等,這一點(diǎn)的振幅就等于零。這就是為什么在某些區(qū)域水面呈現(xiàn)平靜的原因。這些振動(dòng)最弱的點(diǎn)都分布在課本圖10－30中畫出的粗虛線上?？梢钥闯?振動(dòng)最強(qiáng)的區(qū)域和振動(dòng)最弱的區(qū)域是相互間隔開的。頻率相同的波,疊加時(shí)形成某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng),另一些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔,這種現(xiàn)象叫做波的干涉<inerference>。形成的圖樣叫做干涉圖樣。只有兩個(gè)頻率相同、振動(dòng)方向相同的波源發(fā)出的波,疊加時(shí)才會(huì)獲得穩(wěn)定的干涉圖樣,這樣的波源叫做相干波源,它們發(fā)出的波叫做相干波。不僅水波,一切波都能發(fā)生干涉,干涉現(xiàn)象是一切波都具有的重要特征之一。[演示]敲擊音叉使其發(fā)聲,然后轉(zhuǎn)動(dòng)音叉,就可以聽到聲音忽強(qiáng)忽弱。這就是聲波的干涉現(xiàn)象。[板書]1、頻率相同的波,疊加時(shí)形成某些區(qū)域的振動(dòng)始終加強(qiáng),另一些區(qū)域的振動(dòng)始終減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔,這種現(xiàn)象叫做波的干涉。形成的圖樣叫做干涉圖樣。2、干涉現(xiàn)象是一切波都具有的現(xiàn)象。3、產(chǎn)生干涉的必要條件：兩列波的頻率必須相同?！踩柟叹毩?xí)1．甲、乙兩同學(xué)分別用竹竿擊打湖面,湖面上就產(chǎn)生兩列水波,那么,在兩列水波相遇處,會(huì)獲得穩(wěn)定的干涉圖樣嗎？為什么？2．如圖1所示,相干波源S1、S2發(fā)出的兩列波,在介質(zhì)中相遇疊加,實(shí)線表示這兩列波的波峰中央,虛線表示這兩列波的波谷中央。問圖中A、B、C、P四個(gè)質(zhì)點(diǎn),哪些點(diǎn)振動(dòng)最強(qiáng)？哪些點(diǎn)振動(dòng)最弱？〔四課堂小結(jié)〔五作業(yè)1、復(fù)習(xí)本節(jié)課文2、教材練習(xí)四第〔1、〔2、〔3題。12．7多普勒效應(yīng)教學(xué)目標(biāo)：1.知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別2.知道什么是多普勒效應(yīng)?3.能運(yùn)用多普勒效應(yīng)解釋一些物理現(xiàn)象教學(xué)重點(diǎn)：1.知道波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別2.知道多普勒效應(yīng)是在波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的.教學(xué)難點(diǎn)：波源的頻率與觀察者接收到的頻率的區(qū)別教學(xué)方法：讀、講、練與分析相結(jié)合課時(shí)安排：1課時(shí)教學(xué)過(guò)程：讓學(xué)生敘述火車向你駛來(lái)時(shí),汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？火車離你而去時(shí),汽笛本身的音調(diào)如何變？人聽到的汽笛音調(diào)如何變？同是汽笛發(fā)聲為什么會(huì)產(chǎn)生兩種不同的現(xiàn)象呢？[板書]：多普勒效應(yīng)一、波源的頻率與觀察者接收到的頻率知識(shí)回顧：1.什么叫頻率?2.聲音的音調(diào)由什么因素決定?1.波源的頻率------單位時(shí)間內(nèi)波源發(fā)出的完全波的個(gè)數(shù)2.觀察者接收到的頻率------單位時(shí)間內(nèi)觀察者接收到的完全波的個(gè)數(shù)如果波源和觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止,則觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等,如果波源或觀察者相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí),則觀察者接收到的頻率與波源的頻率不相等,這一現(xiàn)象就叫多普勒效應(yīng)二、多普勒效應(yīng)的成因例:波速為V＝100m/s.波源的頻率f＝100Hz.可算得:波的周期T＝0.01s,波長(zhǎng)λ＝1m.1.波源相對(duì)于介質(zhì)靜止,觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止在時(shí)間t＝1s里有100個(gè)波傳到觀察者所在的A處,觀察者接收到的頻率與波源的頻率相等,音調(diào)不變.2.觀察者相對(duì)于介質(zhì)靜止,波源以速度V源＝10m/s相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)<1>.波源向觀察者運(yùn)動(dòng)則對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)感覺到的波速為110m,他在1秒鐘內(nèi)接收到的完全波數(shù)為110個(gè),所以觀察者感受到的頻率f'＝110Hz比波源的頻率f＝100Hz要高,因而音調(diào)變高注意:波速實(shí)際并沒有改變,但在相同的距離中卻多了10個(gè)完整波,是由于波在介質(zhì)中被均勻擠壓,使之波長(zhǎng)變短的緣故<2>.波源遠(yuǎn)離觀察者由同學(xué)自行分析3.波源相對(duì)于介質(zhì)靜止,觀察者以速度V人＝10m/s相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)<1>.觀察者向波源運(yùn)動(dòng)<2>.觀察者遠(yuǎn)離波源由同學(xué)自行分析4.波源與觀察者同時(shí)相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)又如何呢?多普勒效應(yīng)更加明顯三、多普勒效應(yīng)的應(yīng)用學(xué)生閱讀課文的最后一段,并加以總結(jié)四、本課小結(jié)五、鞏固練習(xí)1.關(guān)于多普勒效應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是A.多普勒效應(yīng)是由波的干涉引起的B.多普勒效應(yīng)說(shuō)明波源的頻率發(fā)生了改變C.多普勒效應(yīng)是由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的D.只有聲波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)2.炮彈由遠(yuǎn)處飛來(lái)從頭頂呼嘯而過(guò)的整個(gè)過(guò)程中,我們所聽到的音調(diào)A.越來(lái)越高B.越來(lái)越低C.先變高后變低D.先變低后變高E.因不知炮彈的速度為多少,所以無(wú)法判斷六、作業(yè)復(fù)習(xí)本節(jié)課的內(nèi)容13、1光的折射教學(xué)課題光的折射備課時(shí)間教學(xué)課型新課課時(shí)1課時(shí)授課時(shí)間1教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)<1>了解介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系；<2>掌握光的折射定律；<3>掌握介質(zhì)的折射率的概念．能力目標(biāo)通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生了解到光在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生的現(xiàn)象<反射和折射>,觀察反射光線、折射光線隨入射角的變化而變化,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力,通過(guò)相關(guān)物理量變化規(guī)律的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析、推理能力．德育目標(biāo)滲透物理研究和學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度的教育．實(shí)驗(yàn)的客觀性與人的觀察的主觀性的矛盾應(yīng)如何解決,人的直接觀察與用儀器探測(cè)是有差別的,我們應(yīng)用科學(xué)的態(tài)度看待用儀器探測(cè)的結(jié)果．教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)是光的折射定律、折射率．折射率是反映介質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的物理量,由介質(zhì)來(lái)決定．教學(xué)難點(diǎn)難點(diǎn)是光的折射定律和折射率的應(yīng)用．通過(guò)問題的分析解決加深對(duì)折射率概念的理解,學(xué)會(huì)解決問題的方法．教學(xué)方法引導(dǎo)探究教學(xué)手段實(shí)驗(yàn)教學(xué)用具1.光的折射演示器．附件：接線板、火柴、煙霧發(fā)生器及煙霧源、半圓柱透明玻璃．2．直尺,計(jì)算器．教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)言我們?cè)诔踔幸褜W(xué)過(guò)光的折射規(guī)律：折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；當(dāng)光從空氣斜射入水或玻璃中時(shí),折射角小于入射角；當(dāng)光從水或玻璃斜射入空氣中時(shí),折射角大于入射角．初中學(xué)的光的折射規(guī)律只是定性地描述了光的折射現(xiàn)象,而我們今天要定量地進(jìn)行研究．新課教學(xué)演示：將光的激光演示儀接通電源,暫不打開開關(guān),將煙霧發(fā)生器點(diǎn)燃置入光的折射演示器中,將半圓柱透明玻璃放入對(duì)應(yīng)的位置．打開開關(guān),將激光管點(diǎn)燃,讓一束激光照在半圓柱透明玻璃的平面上,讓光線垂直于平面過(guò)圓心入射<沿法線入射>,觀察折射情況：a．角度,b．明暗程度與入射光線進(jìn)行對(duì)比．然后改變?nèi)肷浣沁M(jìn)行記錄,再次觀察能量改變的情況．最后進(jìn)行概括、歸納、小結(jié)．1．在兩種介質(zhì)的分界面上入射光線、反射光線、折射光線的能量分配．我們可以得出結(jié)論：隨入射角的增大,反射光線的能量比例逐漸增加,而折射光線的能量比例逐漸減?。?．經(jīng)歷了近1500年才得到完善的定律．<1>歷史發(fā)展：公元2世紀(jì)古希臘天文學(xué)家托勒密通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到：A．折射光線跟入射光線和法線在同一平面內(nèi)；B．折射光線和入射光線分居在法線的兩側(cè)；C．折射角正比于入射角．德國(guó)物理學(xué)家開普勒也做了研究．<2>折射定律：最終在1621年,由荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角和折射角之間的關(guān)系．將一組測(cè)量數(shù)據(jù)抄寫在黑板上讓學(xué)生進(jìn)行計(jì)算<用計(jì)算器>,光線從空氣射入某種玻璃．入射角i<°>折射角r<°>i/rsini/sinr106.71.501.492013.31.501.493019.61.531.494025.21.591.515030.71.631.506035.11.671.517038.61.811.508040.61.971.51

通過(guò)分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n來(lái)表示這個(gè)比例常數(shù),就有這就是光的折射定律,也叫斯涅耳定律．演示：如果使光線逆著原來(lái)的折射光線到界面上,折射光線就逆著原來(lái)的入射光線射出,這就是說(shuō),在折射現(xiàn)象中光路也是可逆的．<在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的>3．折射率n．光從一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí),雖然入射角的正弦跟折射角的正弦之比為一常數(shù)n,但是對(duì)不同的介質(zhì)來(lái)說(shuō),這個(gè)常數(shù)n是不同的．這個(gè)常數(shù)n跟介質(zhì)有關(guān)系,是一個(gè)反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量,我們把它叫做介質(zhì)的折射率．i是光線在真空中與法線之間的夾角．r是光線在介質(zhì)中與法線之間的夾角．光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率,叫做該種介質(zhì)的絕對(duì)折射率,也簡(jiǎn)稱為某種介質(zhì)的折射率．相對(duì)折射率在高中不作要求．又因?yàn)榭諝獾慕^對(duì)折射率為1.00028,在近似計(jì)算中認(rèn)為空氣和真空相同,故有時(shí)光從空氣射入某種介質(zhì)時(shí)的折射率當(dāng)作絕對(duì)折射率進(jìn)行計(jì)算．<2>折射率的定義式為量度式．折射率無(wú)單位,任何介質(zhì)的折射率不4．介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系．理論和實(shí)驗(yàn)的研究都證明：某種介質(zhì)的折射率,等于光在真空中的速度c跟光在這種介質(zhì)中的速度之比．例1

光在某介質(zhì)中的傳播速度是2.122×108m/s,當(dāng)光線以30°入射角,由該介質(zhì)射入空氣時(shí),折射角為多少？解：由介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系得又根據(jù)介質(zhì)折射率的定義式得r為在空氣中光線、法線間的夾角即為所求．i為在介質(zhì)中光線與法線間的夾角30°．由<1>、<2>兩式解得：所以r=45°．練習(xí)：這種玻璃中傳播的速度之比是多少？9∶8．<2>光線由空氣射入某種介質(zhì),折射光線與反射光線恰好垂直,已知入射角是53°,則這種介質(zhì)可能是什么？水．<3>一束寬度為10cm的平行光束,以60°的入射角從空氣射入折射17.3cm．<三>課堂小結(jié)12．2、3光的干涉一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能〔1認(rèn)識(shí)光的干涉現(xiàn)象及產(chǎn)生光干涉的條件．〔2理解光的干涉條紋形成原理,認(rèn)識(shí)干涉條紋的特征．2、過(guò)程與方法〔1通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力．〔2通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察、表述物理現(xiàn)象,概括其規(guī)律特征的能力,學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的實(shí)踐能力．二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析：〔1波的干涉條件,相干光源．〔2如何用波動(dòng)說(shuō)來(lái)說(shuō)明明暗相間的干涉條紋,怎么會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上是穩(wěn)定的,空間上存在著〔3加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)并且互相間隔,如何理解"加強(qiáng)"和"減弱"．三、教學(xué)過(guò)程：1、從紅光到紫光頻率是如何變化的？頻率由誰(shuí)決定？〔1從紅光到紫光的頻率關(guān)系為：υ紫>………>υ紅〔2頻率由光源決定與傳播介質(zhì)無(wú)關(guān)。〔由光源的發(fā)光方式?jīng)Q定2、在真空中,從紅光到紫光波長(zhǎng)是如何變化的？3、任一單色光從真空進(jìn)入某一介質(zhì)時(shí),波長(zhǎng)、光速、頻率各如何變化？〔1當(dāng)光從真空進(jìn)入介質(zhì)或從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),頻率不發(fā)生變化。即光的的顏色不發(fā)生改變?！?當(dāng)光從真空進(jìn)入介質(zhì)后,傳播速度將變小〔當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)后,又如何判斷傳播速度的變化？〔當(dāng)光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)后,又如何判斷波長(zhǎng)的變化？例1、已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為θ,則<>A.該介質(zhì)對(duì)此單色光的折射率等于1/sinθB.此單色光在該介質(zhì)中的傳播速度等于csinθ倍<c是真空中的光速>

C.此單色光在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)是在真空中的波長(zhǎng)的sinθ倍

D.此單色光在該介質(zhì)中的頻率是在真空中頻率的1/sinθ倍4、在同一介質(zhì)中,從紅光到紫光波長(zhǎng)、速度大小間的關(guān)系如何？〔1在同一種介質(zhì)中,頻率小的傳播速度大〔2在同一種介質(zhì)中,頻率小的波長(zhǎng)大〔這一點(diǎn)與真空中的規(guī)律一樣5、產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是什么？頻率相同、振動(dòng)方向相同、相差保持恒定。6、日常生活中為何不易看到光的干涉現(xiàn)象？對(duì)機(jī)械波來(lái)說(shuō)容易滿足相干條件,對(duì)光來(lái)講就困難的多。這與光源的發(fā)光機(jī)理有關(guān)。利用普通光源獲得相關(guān)光的方法是把一列光波設(shè)法分成兩部分進(jìn)行疊加發(fā)生干涉。7、楊氏雙縫干涉圖樣的特點(diǎn)有那些？〔1單色光為等間隔明暗相間的條紋?！裁靼禇l紋的寬度相同〔2相同雙縫時(shí),頻率越大紋越窄?！?白光干涉圖樣為彩色,中央亮紋為白色。注意；與單縫衍射圖樣進(jìn)行對(duì)比。8、如何解釋白光楊氏雙縫干涉圖樣是彩色的這一現(xiàn)象？〔如何解釋紫光的楊氏雙縫干涉條紋比紅光窄這一現(xiàn)象？例1、用紅光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),在屏上觀察到干涉條紋.在其他條件不變的情況下,改用紫光做實(shí)驗(yàn),則干涉條紋間距將變_____,如果改用白光做實(shí)驗(yàn),在屏上將出現(xiàn)_____色條紋.例2、用單色光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是<>

A.相鄰干涉條紋之間的距離相等

B.中央明條紋寬度是兩邊明條紋寬度的2倍

C.屏與雙縫之間距離減小,則屏上條紋間距增大

D.在實(shí)驗(yàn)裝置不變的情況下,紅光的條紋間距小于藍(lán)光的條紋間距10、薄膜干涉是指哪兩列光波的疊加？薄膜上下表面的反射光。干涉條紋出現(xiàn)在被照面上11、如何理解等厚干涉的"厚"字？〔1由于膜很薄所以上下表面疊加反射光的光程差為所在處膜厚的2倍?！?厚度相同各點(diǎn)光程差相同,干涉紋的亮度相同。〔同一條紋下方膜的厚度相同〔3在膜的一個(gè)表面為平面的前提下,如果紋是等間隔直紋,說(shuō)明膜的另一表面是平面；如果局部出現(xiàn)彎曲,說(shuō)明彎曲處面不平。例1、如圖4-4所示,豎直的肥皂液膜的橫截面,右側(cè)受到一束平行光的照射,關(guān)于肥皂液膜產(chǎn)生干涉條紋的說(shuō)法正確的是<>A.在右側(cè)觀察到的干涉條紋是由光線在肥皂液薄膜左右兩個(gè)表面反射的兩列波迭加生成的

B.在左側(cè)也能觀察到類似的條紋

C.觀察到的條紋可能是黑白相間的也可能是色彩相間的

D.觀察到的條紋可能是水平的也可能是豎直的12、為什么照相機(jī)的鏡頭常呈淡紫色或藍(lán)色？為了增加通光量,在鏡頭上鍍上了增透膜的緣故。因?yàn)槿说囊曈X最敏感的色光為綠光,所以增透膜的厚度為綠光的1/4。以增大綠光的透射強(qiáng)度。因?yàn)榧t光與紫光反射強(qiáng)度大,所以鏡頭的顏色常呈淡紫色或藍(lán)色。例1、市場(chǎng)上有種燈具俗稱"冷光燈",用它照射物品時(shí)能使被照物品處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低,從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處.這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍了一層薄膜<例如氟化鎂>,這種膜能消除不鍍膜時(shí)玻璃表面反射回來(lái)的熱效應(yīng)最顯著的紅外線.以λ表示此紅外線的波長(zhǎng),則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為<>

A.λ/8B.λ/4C.λ/4D.λ12．4光的色散教學(xué)課題光的色散備課時(shí)間教學(xué)課型新課課時(shí)1課時(shí)授課時(shí)間教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.

知道光的色散現(xiàn)象2.

知道白光由不同的色光組成3.

知道同一介質(zhì)對(duì)不同的色光折射本領(lǐng)不同4.

知道白光通過(guò)三棱鏡折射后,色散光譜的七色排列順序5.

初步了解彩虹的成因6.

知道光的三原色7.

知道透明物體、不透明物體的顏色8.明確棱鏡是利用光的反射及折射規(guī)律來(lái)改變和控制光路的光學(xué)儀器。棱鏡可以改變光的傳播方向,出射光線向底面偏折。能力目標(biāo)顏色之謎"科技系列活動(dòng)內(nèi)容豐富、充實(shí),實(shí)驗(yàn)新穎,饒有趣味。讓學(xué)生在自由的氣氛中自主愉快地學(xué)習(xí),充分發(fā)揮創(chuàng)新精神,開發(fā)科學(xué)潛能,培養(yǎng)動(dòng)手技能,加深科學(xué)概念,提高科學(xué)素質(zhì)。德育目標(biāo)為了我國(guó)下個(gè)世紀(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展,我們必須進(jìn)一步更新教學(xué)內(nèi)容與方法,大力開展以創(chuàng)新精神為核心的素質(zhì)教育,全面提高教育的質(zhì)量和水平。"教學(xué)重點(diǎn)1.光的色散現(xiàn)象及原因〔不同的單色光對(duì)同一種介質(zhì)的折射率不同2.白光通過(guò)三棱鏡折射后,色散光譜的七色排列順序3.知道光的三原色教學(xué)難點(diǎn)知道透明物體、不透明物體的顏色光的色散現(xiàn)象及同一媒質(zhì)對(duì)不同色光折射率不同。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、講授法、練習(xí)法與討論法。教學(xué)手段多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)用具激光演示儀一套、三棱鏡、光源教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)言演示實(shí)驗(yàn):一束白光〔復(fù)色光通過(guò)三棱鏡后會(huì)發(fā)生色散,形成由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫各色組成的光帶,這個(gè)光帶叫光譜。<按一定順序排列的彩色光帶新課教學(xué)〔一、通過(guò)棱鏡的光線１、明顯地向著棱鏡的底邊偏折——來(lái)改變光的傳播方向?！惭菔緦?shí)驗(yàn)讓一束單色光從空氣射向玻璃棱鏡的一個(gè)側(cè)面,可以看到,光線通過(guò)棱鏡,從另一個(gè)側(cè)面射出來(lái)時(shí),方向發(fā)生了明顯的變化：光線向棱鏡的底面偏折。為什么會(huì)這樣呢？我們利用光的折射定律就可以得到結(jié)論。結(jié)論：光線在棱鏡的兩個(gè)側(cè)面上發(fā)生折射時(shí),兩次向底邊偏面的緣故。注意頂角和底面的相對(duì)關(guān)系。如果將該棱鏡放入折射率較大的媒質(zhì)中,折射光線如何偏折？光線將向頂角偏折,關(guān)于棱鏡對(duì)光線的偏折作用我們不能死記注結(jié)論,而應(yīng)從光的折射定律出發(fā)來(lái)分析。如果隔著棱鏡看一個(gè)物體,就可以看到物體的像。例如：將一個(gè)物點(diǎn)S放在棱鏡前,從物點(diǎn)發(fā)出的兩條光線經(jīng)棱鏡折射后射出,我們根據(jù)光沿直線傳播的經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為光線是從它們的反向延長(zhǎng)線的交點(diǎn)S射出的,S'就是S在棱鏡中所成的像。這個(gè)虛像的位置比物體的實(shí)際位置向頂角方向偏移,物像同側(cè)。確定像的位置,關(guān)鍵還是折射定律。二、光的色散：〔多媒體模擬讓學(xué)生觀察思考幾個(gè)問題：1、各色光是怎樣排列的？2、各色光偏向角關(guān)系如何？3、同一媒質(zhì)對(duì)不同色光的折射率大小關(guān)系如何？4、不同色光在同一媒質(zhì)中的速率大小關(guān)系如何？３、說(shuō)明：同一媒質(zhì)對(duì)不同色光折射率不同。光屏上形成的彩色光帶,說(shuō)明各種色光通過(guò)棱鏡后的偏折角度不同,紅光在最上端,紅光的偏折角最小,棱鏡對(duì)紅光的折射率最小；紫光的偏折角最大,棱鏡材料對(duì)紫光的折射率最大,n紅<n紫。４、不同色光在媒質(zhì)中〔真空除外的速度不同,v紅>v紫。各種色光在真空中的傳播速度一樣,都是c,由公式n=c/v,因折射率不同,它們?cè)谕幻劫|(zhì)中的速度不同。紅光的折射率最小,紅光在媒質(zhì)中的速度比其它色光中大。"彩虹"是常見的一種色散現(xiàn)象,形成的原因是太陽(yáng)光被懸在空中的許多小水珠色散而形成了彩色光帶。光的顏色 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 靛 紫偏向角 小大折射率 較小較大在媒質(zhì)中的光速 較大較小單色光單色光：嚴(yán)格說(shuō),單色光是指只有一個(gè)頻率或波長(zhǎng)的光；實(shí)際上頻率范圍很窄的光,就可認(rèn)為是單色光。利用單色光源〔如氣體放電,激光器、濾光器或根據(jù)分光原理制成的單色器可以獲得各種純度的單色光。復(fù)色光復(fù)色光：亦稱"復(fù)合光"。包含多種頻率的光,例如太陽(yáng)光、弧光等。三原色紅、綠、藍(lán)叫做色光的三原色,利用這三種色光可以混合出不同的色彩來(lái)。彩色電視就是利用色光的混合調(diào)出各種色彩來(lái)的。彩色電視機(jī)的熒光屏上有很多微小的格子,分別涂有能發(fā)出紅、綠、藍(lán)色光的物質(zhì),當(dāng)三束電子流分別打到這三種物質(zhì)上時(shí),就發(fā)出紅、綠、藍(lán)色的光,這三束電子流的強(qiáng)弱分別影響著這三種色光的強(qiáng)弱,由此混合出絢麗多彩的各種色彩?？措娨晻r(shí),如果用放大鏡觀察電視機(jī)的熒光屏,就能看到屏上紅、綠、藍(lán)的光點(diǎn)。畫家用顏料調(diào)出各種顏色的道理與上面所講的色光的混合不同,顏料的三原色是紅、黃、藍(lán),這三種顏料按一定比例混合,能調(diào)出各種不同的顏色來(lái)〔見彩圖。這是因?yàn)槊糠N顏色的顏料,在陽(yáng)光照射下,除了反射跟它相同的色光以外,還反射一些其他的色光,例如黃顏料除了反射黃光,還反射橙光和綠光,同時(shí)吸收其他色光；藍(lán)顏料除了反射藍(lán)光,還反射綠光,同時(shí)吸收其他色光；這兩種顏料混合在一起,就反射綠光,混合顏料就呈綠色了。三、全反射棱鏡〔多媒體模擬兩個(gè)直角邊AB和BC代表了棱鏡上兩個(gè)互相垂直的鏡面,當(dāng)光垂直AB面進(jìn)入棱鏡到達(dá)AC面時(shí)發(fā)生全反射,〔因?yàn)榇藭r(shí)入射角為45０,而光從玻璃到空氣的臨界角為42０,光線沿垂直于BC方向射出,光線的方向改變了900。如果光線垂于AC面進(jìn)入棱鏡,光線將在AB面上發(fā)生全反射,射到BC上,再在BC面上發(fā)生全反射,最后垂直于AC面射出棱鏡,光線的方向改變了1800。結(jié)論：我們把這種能夠?qū)鈱?shí)行全反射的棱鏡叫做全反射棱鏡。其作用控制光的傳播方向。思考：這兩種全反射棱鏡改變光路和什么相同？全反射棱鏡和平面鏡在改變光路方面,效果是相同的。但是,通常用的平面鏡有兩個(gè)面,正面是玻璃,背面鍍有一層銀膜,當(dāng)光射到平面鏡上時(shí)其兩個(gè)表面表面都要發(fā)生反射,而且鍍銀的表面不能使光全部反射,大約10％的光被吸收掉,會(huì)使光線和所成的像模糊些,因此,在實(shí)際應(yīng)用中全反射棱鏡優(yōu)于平面反射鏡。3、應(yīng)用：潛望鏡〔如圖所示練習(xí)：1、如圖所示的三角形為等腰直角三棱鏡,光線垂直一個(gè)面入射,在底面上發(fā)生全反射。由此看出構(gòu)成棱鏡的媒質(zhì)的折射率不可能是：――――――――［］Ａ、1.7Ｂ、1.8Ｃ、1.5Ｄ、1.36小結(jié)總結(jié)〔回到教學(xué)目標(biāo),由學(xué)生總結(jié)如果光從真空或空氣射向三棱鏡的一個(gè)側(cè)面,可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是：1通過(guò)兩次折射,出射光線向底面偏折；2通過(guò)三棱鏡成正立的虛像,像與物在棱鏡同側(cè),而且偏向頂角；3利用全反射棱鏡可以控制光路。4白光通過(guò)三棱鏡發(fā)生色散,在光屏上形成光譜,排列順序?yàn)榧t、橙、黃、綠、蘭、靛、紫。12．5光的衍射現(xiàn)象一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能〔1認(rèn)識(shí)光的衍射現(xiàn)象,使學(xué)生對(duì)光的波動(dòng)性有進(jìn)一步的了解．〔2了解光產(chǎn)生明顯衍射的條件,及衍射圖樣與波長(zhǎng)、縫寬的定性關(guān)系．2、過(guò)程與方法〔1通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、表述、概括能力．〔2通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察、表述物理現(xiàn)象,概括規(guī)律特征的能力,學(xué)生親自做實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手的實(shí)踐能力．3、態(tài)度、情感、價(jià)值觀〔1通過(guò)對(duì)"泊松亮斑"的講述,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到任何理論都必須通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn),實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)理論是否正確的標(biāo)準(zhǔn)．二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)分析：〔1通過(guò)眾多的光的衍射實(shí)驗(yàn)事實(shí)和衍射圖片來(lái)認(rèn)識(shí)光的波動(dòng)性．〔2光的衍射現(xiàn)象與干涉現(xiàn)象根本上講都是光波的相干疊加．〔3正確認(rèn)識(shí)光發(fā)生明顯衍射的條件．〔4培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?教育學(xué)生重視實(shí)驗(yàn),重視實(shí)踐．三、教學(xué)過(guò)程1、常見的衍射現(xiàn)象有那些？小孔衍射、小屏衍射、單縫衍射、邊緣衍射。例1、在觀察光的衍射現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)緊靠眼睛的卡尺測(cè)腳形成的狹縫,觀看遠(yuǎn)處的日光燈管或線狀白熾燈絲<燈管或燈絲都要平行于狹縫>,可以看到<>

A.黑白相間的直條紋B.黑白相間的弧形條紋

C.彩色的直條紋D.彩色的弧形條紋例2、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,以白光為光源,在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋.若在雙縫中的一縫前放一紅色濾光片<只能透過(guò)紅光>,另一縫前放一綠色濾光片<只能透過(guò)綠光>,這時(shí)<>

A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋,其他顏色的雙縫干涉條紋消失

B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失,其他顏色的干涉條紋依然存在

C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在,但屏上仍有光亮

D.屏上無(wú)任何光亮2、為什么平時(shí)很難見到光的衍射現(xiàn)象？〔發(fā)生衍射現(xiàn)象的條件因?yàn)榘l(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件為：逢、孔、障礙物的尺度與波長(zhǎng)接近時(shí)。由于光的波長(zhǎng)很短,所以生活中很難看到光的衍射現(xiàn)象。例1、如圖4-2所示,A、B兩幅圖是由單色光分別入射到圓孔而形成的圖案.其中圖A是光的_____<填"平行"或"衍射">圖象,由此可判斷出圖A所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑_____<填"大于"或"小于">圖B所對(duì)應(yīng)的圓孔的孔徑.3、什么是"泊松亮斑"？誰(shuí)提出了"泊松亮斑"？提出的目的是什么？誰(shuí)證實(shí)了"泊松亮斑"的存在？你從中能體會(huì)到什么？著名數(shù)學(xué)家泊松根據(jù)菲涅耳的波動(dòng)理論推算出：把一各不透光的小圓盤放在光束中,在小圓盤后方的光屏上,圓盤陰影中央出現(xiàn)一個(gè)亮斑。后人稱此亮斑為泊松亮斑。泊松指望這一預(yù)言能推翻光的波動(dòng)學(xué)說(shuō),因此他要求菲涅耳做實(shí)驗(yàn)。菲涅耳接受挑戰(zhàn),他完成了實(shí)驗(yàn),證實(shí)了這一亮斑的存在。4、你能解釋光學(xué)顯微鏡的放大率為什么會(huì)受到限制嗎？〔1人眼最小分辨距離約為0.2mm〔2由于人視網(wǎng)膜寬度有限,為增加放大率就應(yīng)物鏡及目鏡的孔徑。當(dāng)孔徑小到一定程度可見光將發(fā)生衍射,在這種情況下再增大放大率已不能提高清晰度。所示光學(xué)顯微鏡的放大率受到限制。只能達(dá)到上千倍。〔3為避免上述現(xiàn)象就必須降低光的波長(zhǎng),人眼就無(wú)法識(shí)別且有害。必須進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。這就是光電顯微鏡。5、你能解釋交通燈為什么用紅、黃兩色作為安全信號(hào)嗎？為避免云霧小水滴阻擋光的傳播〔紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)易發(fā)生衍射例1、有些動(dòng)物在夜間幾乎什么都看不到,而貓頭鷹在夜間有很好的視力.,<1>其原因是<>

A.不需要光線,也能看到目標(biāo)

B.自身眼睛發(fā)光,照亮搜索目標(biāo)

C.可對(duì)紅外線產(chǎn)生視覺

D.可對(duì)紫外線產(chǎn)生視覺

12．6、7、8光的偏振、全反射、激光教學(xué)課題光的偏振、全反射、激光備課時(shí)間教學(xué)課型新課課時(shí)1課時(shí)授課時(shí)間教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)<1>理解光的全反射現(xiàn)象；<2>掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件；<3>了解全反射現(xiàn)象的應(yīng)用．能力目標(biāo)通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn),理解光的全反射現(xiàn)象,概括出發(fā)生全反射的條件,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力；通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生思維海洋中的波瀾,培養(yǎng)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象分析本質(zhì)的方法、能力．德育目標(biāo)滲透學(xué)生愛科學(xué)的教育,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)的習(xí)慣,生活中的物理現(xiàn)象很多,能否用科學(xué)的理論來(lái)解釋它,更科學(xué)的應(yīng)用生活中常見的儀器、物品．教學(xué)重點(diǎn)重點(diǎn)是掌握臨界角的概念和發(fā)生全反射的條件,折射角等于90°時(shí)的入射角叫做臨界角,當(dāng)光線從光密介質(zhì)射到它與光疏介質(zhì)的界面上時(shí),如果入射角等于或大于臨界角就發(fā)生全反射現(xiàn)象．教學(xué)難點(diǎn)全反射的應(yīng)用,對(duì)全反射現(xiàn)象的解釋．光導(dǎo)纖維、自行車的尾燈是利用了全反射現(xiàn)象制成的；海市蜃樓、沙漠里的蜃景也是由于全反射的原因而呈現(xiàn)的自然現(xiàn)象．教學(xué)方法引導(dǎo)探究教學(xué)手段實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)相結(jié)合教學(xué)用具1．全反射現(xiàn)象演示儀,接線板,煙霧發(fā)生器,火柴,產(chǎn)生煙霧的煙霧源,半圓柱透明玻璃<半圓柱透鏡>,彎曲的細(xì)玻璃棒<或光導(dǎo)纖維>．2．燒杯,水,蠟燭,火柴,試管夾、鍍鉻的光亮鐵球<可夾在試管夾上>．3．自行車尾燈<破碎且內(nèi)部較完整>．4．直尺．教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)言演示Ⅰ將光亮鐵球出示給學(xué)生看,在陽(yáng)光下很刺眼,將光亮鐵球夾在試管夾上,放在點(diǎn)燃蠟燭上熏黑,將試管夾和鐵球置于燭焰的內(nèi)焰進(jìn)行熏制,一定要全部熏黑,再讓學(xué)生觀察．然后將熏黑的鐵球浸沒在盛有清水的燒杯中,現(xiàn)象發(fā)生了,放在水中的鐵球變得比在陽(yáng)光下更亮．好奇的學(xué)生誤認(rèn)為是水泡掉了鐵球上黑色物,當(dāng)老師把試管夾從水中取出時(shí),發(fā)現(xiàn)熏黑的鐵球依然如故,再將其再放入水中時(shí),出現(xiàn)的現(xiàn)象和前述一樣,學(xué)生大惑不解,讓學(xué)生帶著這個(gè)疑問開始學(xué)習(xí)新的知識(shí)——全反射現(xiàn)象．新課教學(xué)1．全反射現(xiàn)象．光傳播到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),通常要同時(shí)發(fā)生反射和折射現(xiàn)象,若滿足了某種條件,光線不再發(fā)生折射現(xiàn)象,而全部返回到原介質(zhì)中傳播的現(xiàn)象叫全反射現(xiàn)象．那么滿足什么條件就可以產(chǎn)生全反射現(xiàn)象呢？2．發(fā)生全反射現(xiàn)象的條件．<1>光密介質(zhì)和光疏介質(zhì)．對(duì)于兩種介質(zhì)來(lái)說(shuō),光在其中傳播速度較小的介質(zhì),即絕對(duì)折射率較大的介質(zhì),叫光密介質(zhì),而光在其中傳播速度較大的介質(zhì),即絕對(duì)折射率較小的介質(zhì)叫光疏介質(zhì),光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對(duì)的．例如：水、空氣和玻璃三種物質(zhì)相比較,水對(duì)空氣來(lái)說(shuō)是光密介質(zhì),而水對(duì)玻璃來(lái)說(shuō)是光疏介質(zhì),根據(jù)折射定律可知,光線由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)<例如由空氣射入水>,折射角小于入射角；光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)<例如由水射入空氣>,折射角大于入射角．既然光線由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí),折射角大于入射角,由此可以預(yù)料,當(dāng)入射角增大到一定程度時(shí),折射角就會(huì)增大到90°,如果入射角再增大,會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？演示Ⅱ?qū)雸A柱透鏡的半圓一側(cè)靠近激光光源一側(cè),使直平面垂直光源與半圓柱透鏡中心的連線,點(diǎn)燃煙霧發(fā)生器中的煙霧源置于激光演示儀中,將接線板接通電源,打開激光器的開關(guān)．一束激光垂直于半圓柱透鏡的直平面入射,讓學(xué)生觀察．我們研究光從半圓柱透鏡射出的光線的偏折情況,此時(shí)入射角0°,折射角亦為零度,即沿直線透出,當(dāng)入射角增大一些時(shí),此時(shí),會(huì)有微弱的反射光線和較強(qiáng)的折射光線,同時(shí)可觀察出反射角等