【精品】2014年新人教版高中物理选修3-4全册导学案.doc

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1、新人教版高中物理选修3-4学案【课题名称】简谐运动课型新授课课时1【学习目标】知识与技能1、了解什么是机械振动、简谐运动2正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力情感、态度与价值观1通过观察，培养观察能力2通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力【学习重点】使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。【学习难点】偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆，这是难点在一次全振动中速度的变化(大小、方

2、向)较复杂，比较困难。【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p2-p4，独立完成下列问题）弹簧振子1、 弹簧振子的构成 2、 弹簧振子是一种理想模型3、 叫平衡位置4、 叫机械振动 简称 5、 举例生活中那些运动属于机械振动弹簧振子的位移时间图象1、坐标原点o选在 位置，沿着 方向建立坐标轴自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。2、 叫简谐振动展示导思（15分钟）课中合作探究【演示】演示图1所示实验，在弹簧下端挂一个小球，拉一下小球，引导学生注意观察小球的运动情况。提问学生：1、小球的运动有哪些特点

3、？2、简谐振动位移是指什么位移3、简谐振动的速度 y/cm420812162610141-2-1t/s例2、下图是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：1、 在2s、4s、8s这三个时刻，质点的位移是多少？2、 在4s、6s、10s这三个时刻，质点各在哪里？3、在1s、3s、5 s这三个时刻，质点向哪个方向运动？检测导练（15分钟）课堂自主检测1物体在方向总指向_的回复力作用下的运动，叫简谐运动。回复力可以是某一个力，也可以是_或_。2做简谐运动的物体，当它的速度减小时，回复力_，加速度_，位移_。（填“不变”、“增大”或“减小”）3水平弹簧振子的质量为2 kg，当它运动

4、到距平衡位置左侧2 cm处时受到的回复力大小为4 N，则当它运动到距平衡位置右侧4 cm处时的加速度大小为_，方向_。4简谐运动是 ( )A匀速直线运动 B匀加速运动 C匀变速运动 D变加速运动5关于回复力，下列说法正确的是 ( )A回复力一定是物体受到的合外力B回复力就是弹簧的弹力C回复力是根据力的作用效果来命名的D回复力的方向总是指向平衡位置6弹簧振子每次通过同一位置时，不变的物理量是 ( )A位移B速度 C加速度 D动能7做简谐运动的质点在通过平衡位置时，在下列物理量中，具有最大值的是 ( )A回复力 B加速度 C速度 D位移8一质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点的 ( )A速度

5、为正的最大值，加速度为零 B速度为负的最大值，加速度为零C速度为零，加速度为正的最大值 D速度为零，加速度为负的最大值9关于简谐运动受力和运动的特点，下列说法中正确的是 ( )A回复力的方向总指向平衡位置B物体越接近平衡位置，加速度越大C物体速度的方向跟离开平衡位置的位移的方向总是相同的D物体的加速度的方向跟速度的方向有时相同，有时相反10如图所示，弹簧振子在由A点运动到O点（平衡位置）的过程中， ( )ABOA做加速度不断减小的加速运动B做加速度不断增大的加速运动C做加速度不断减小的减速运动D做加速度不断增大的减速运动11关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是 ( )A位

6、移减小时，加速度增大，速度增大B位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同C物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反D物体向平衡位置运动时，做加速运动，背离平衡位置时，做减速运动课后自主巩固教材P5问题与练习3,4课后自主反思 培养学生观察实验的能力学生代表发言小组交流与讨论学习小组代表发言反思本节课，我参与探究了吗？参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？【课题名称】简谐运动的描述课型新授课课时2【学习目标】知识与技能1知道什么是振动的振幅、周期和频率及相位.2理解周期和频率的关系3了解简谐运动的数学表达式，体会数学知识在物理问

7、题中应用。过程与方法在学习振幅、周期和频率的过程中，培养学生的观察能力和解决实际问题的能力。情感、态度与价值观每种运动都要选取能反映本身特点的物理量来描述，使学生知道不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾。【学习重点】振幅、周期和频率的物理意义。理解振动物件的固有周期和固有频率与振幅无关。【学习难点】理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。相位的物理意义。【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p5-p8，独立完成下列问题）一、振幅：振幅A： 。振幅是标量，表示振动的 。二、周期、频率1、振动的

8、周期T： 的时间。振动的频率f： 的次数。2、周期的单位为 、频率的单位为 。3、周期和频率都是表示 的物理量。两者的关系为： 三、相位及简谐运动表达式1、相位是表示物体_的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。2、简谐运动的位移-时间函数表达式为：_公式中的A代表振动的_幅叫做振动的_，它与频率f之间的关系为：_;公式中的（t+）表示简谐运动的_,t=0时的相位 叫做_,简称_。展示导思（15分钟）课中合作探究问题1、振幅和位移的区别？问题2、由于简谐运动具有周期性，振子由某一点开始运动，经过一定时间，将回到该点，我们称振子完成了一次全振动。

9、振子完成一次全振动，其位移和速度的大小、方向如何变化？问题3、右图中是甲乙两弹簧振子的振动图象，两振动振幅之比为_，频率之比为_， 甲和乙的相差为_ 检测导练（15分钟）课堂自主检测1一个做简谐运动的物体，从平衡位置开始计时，经历10 s测得物体通过了200 cm的路程，已知物体的振动频率为2 Hz，则该振动的振幅为_；另一个物体作简谐运动，在24 s共完成60次全振动，其振动周期为_，频率为_。2一个做简谐运动的质点，其振幅是4 cm，频率是2.5 Hz，若从平衡位置开始经过2s，质点完成了_次全振动，质点的位移为_，通过的路程是_。3、某简谐运动的位移与时间关系为：x1=0.1sin（10

10、0t）cm, 由此可知该振动的振幅是_cm，频率是 z，零时刻振动物体的速度与规定正方向_（填“相同”或“相反”).另一简谐运动的位移与时间关系为： x2=0.5sin（100t）cm,则两者的振幅之比是_，周期之比是 ，相位差为_4某质点做简谐运动，从质点经过某一位置时开始计时，则 ( )A当质点再次经过此位置时，经历的时间为一个周期B当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，经过的时间为一个周期C当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，经过的时间为一个周期D以上三种说法都不对5如图所示，弹簧振子以O为平衡位置在B、C间做简谐运动，则 ( )CDOBA从B O C为一次全振动B从O B O C

11、为一次全振动C从C O B O C为一次全振动D从D C D O B为一次全振动6在上题中的弹簧振子，若BC=5 cm，则下列说法中正确的是（ )A振幅是5 cmB振幅是2.5 cmC经3个全振动时振子通过的路程是30 cmD不论从哪个位置开始振动，经两个全振动，振子的位移都是零7下列关于简谐运动的周期、频率、振幅的说法正确的是 ( )A振幅是矢量，方向是从平衡位置指向最大位移处B周期和频率的乘积是个常数C振幅增大，周期也必然增大，而频率减小D弹簧振子的频率只由弹簧的劲度系数决定8一弹簧振子的振动周期为0. 20 s，当振子从平衡位置开始向右运动，经过1.78 s时，振子的运动情况是 ( )A

12、正在向右做减速运动 B正在向右做加速运动C正在向左做减速运动 D正在向左做加速运动9一个做简谐运动的物体，频率为25 Hz，那么它从一侧最大位移的中点D，振动到另一侧最大位移的中点C所用的最短时间，下面说法中正确的是 ( )A等于0.01 s B小于0.01 sC大于0.01 s D小于0.02 s大于0.01 s10质点沿直线以O为平衡位置做简谐运动，A、B两点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10 cm，质点从A到B的时间为0.1 s，从质点到O点开始计时，经0.5 s，则下述说法中正确的是 ( )A振幅为10 cm B振幅为20 cmC通过路程50 cm D质点位移为50

13、cm课后自主巩固教材P10问题与练习1、3,4课后自主反思 学生代表发言小组交流与讨论学习小组代表发言反思本节课，我参与探究了吗？参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？【课题名称】单摆课型新授课课时3【学习目标】知识与技能1、知道什么是单摆；了解单摆运动的特点2、理解单摆振动的回复力来源， 3、通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系3、知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度过程与方法通过观察演示实验，概括出单摆周期与摆长、重力加速度的关系，培养学生的观察、概括能力情感、态度与价值观 1通过观察，培养观察能力 2通过讨论

14、与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力【学习重点】通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。【学习难点】单摆回复力的分析【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p14-p15，独立完成下列问题）（一）概念、单摆：细线一端固定在悬点，另一端系一个小球，如果_；_，这样的装置就叫做单摆。、摆长：_。、单摆理想化条件是：_。_。_。_。自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。1、谁能看作单摆?2、单摆振动周期与哪些因素有关呢？_、_、_、_展示导思（15分钟）课中

15、合作探究问题：分析单摆什么力充当回复力？演示实验交流讨论？、演示实验（定性分析）演示1摆角小于10的情况下，把两个摆球从不同高度释放。实验结论：单摆的周期与单摆的振幅_.演示2将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释实验结论2：单摆的周期与摆球的质量_.演示3取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要10。实验结论：单摆的周期与摆长_.摆长越_，周期越_.实验结论：单摆的周期与重力加速度_.重力加速度越_，周期越_.惠更斯确定了计算单摆周期的公式为 检测导练（15分钟）课堂自主检测1如图所示为一单摆及其振动图象，由图回答：（1）单摆的振幅为_，频率为_，12x/cmt/s330.5摆长为_

16、。（g=10m/s2）（2）振动图象中，第一个周期内加速度为正，并与速度同方向的时间范围是_，势能先减小后增大的时间范围是_。x/cmt/s02-2-11乙甲2如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象。（1）甲、乙两个单摆的摆长之比为_；（2）以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正方向，从t=0起，乙第一次到达右方最大位移处时，甲振动到了_位置向_方向运动。3把实际的摆看作单摆的条件是 ( )细线的伸缩可以忽略；小球的质量可以忽略；细线的质量可以忽略；小球的直径比细线的长度小得多；小球的最大偏角足够小A B C D4下列有关单摆运动过程中受力的说法中，正确的是 ( )A回复力是重力和摆线拉

17、力的合力 B回复力是重力沿圆弧方向的一个分力C单摆过平衡位置时合力为零 D回复力是摆线拉力的一个分力5单摆运动到达其平衡位置时，摆球所受回复力的方向或数值正确的是 ( )A指向地面 B指向悬点 C数值为零 D垂直于摆线6甲、乙两个单摆摆长相等，将两个单摆的摆球由平衡位置拉开，使摆角甲乙，（甲、乙都小于10）由静止开始释放，则 ( )A甲先到达平衡位置 B乙先到达平衡位置C甲、乙同时到达平衡位置 D无法判断7将秒摆（周期为2 s）的周期变为1 s，下列措施可行的是 ( )A将摆球的质量减半 B振幅减半 C摆长减半 D摆长减为原来的9摆长为L的单摆，周期为T，若将它的摆长增加2 m，周期变为2T，

18、则L等于 ( )A、m B、m C、m D、2m课后自主巩固教材P17问题与练习1、2、3,4课后自主反思 学生代表发言小组交流与讨论学习小组代表发言反思本节课，我参与探究了吗？参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？【课题名称】外力作用下的振动课型新授课课时5【学习目标】知识与技能1、通过实验，认识受迫振动的特点2、知道共振发生的条件以及应用共振和防止共振的事例和方法过程与方法 通过观察演示实验，概括出共振发生的条件，培养学生的观察、概括能力情感、态度与价值观1通过观察，培养观察能力2通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达

19、的能力【学习重点】1受迫振动的频率等于驱动力的频率，与系统的固有频率无关。2共振发生的条件。【学习难点】受迫振动的频率等于驱动力的频率与系统的固有频率无关的理解。来源【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p18-p20，独立完成下列问题）1、 叫自由振动 2、-叫固有频率 3、-叫阻尼振动4、-叫受迫振动5、.受迫振动的特点- - 6、驱动力频率等于 频率时，受迫振动的系统 最大的现象叫共振自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。展示导思（15分钟）课中合作探究演示实验学生观察演示实验回答下列问题1、

20、受迫振动的频率与什么有关？2、受迫振动，其振幅是否也跟它的固有频率无关呢？总结，在需要利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；在需要防止共振时，应使驱动力的频率与物体的固有频率不同，而且相差越大越好利用: F驱 趋向 F固防止: F驱 远离 F固例题1两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则 A甲的振幅较大，振动频率是100HzB乙的振幅较大，振动频率是300HzC甲的振幅较大，振动频率是300HzD乙的振幅较大，振动频率是400Hz例题2研究单摆受迫振动规律时得到如图所示图象，说法正确的是A其纵

21、坐标为位移 B其纵坐标为振幅C单摆的固有周期为2 s D图象的峰值表示共振时的振幅检测导练（15分钟）课堂自主检测1某振动系统的固有频率f1，该振动系统在频率为f2的驱动力的作用下做受迫振动，系统的振动频率为 Af1 Bf2 Cf1+f2 D（f1+f2）/22如图1所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，下面说法中正确的是 A只有A、C振动周期相等 BA的振幅比B小CC的振幅比B的振幅大DA、B、C的振动周期相等3铁轨上每根钢轨长12m，若支持车厢的弹簧固有频率是2Hz，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害 A6m/s B12m/s C24m/s D48m/s4一单摆做阻尼振动，则

22、在振动过程中 A振幅越来越小，周期也越来越小B振幅越来越小，周期不变C在振动过程中，通过某一位置时，机械能始终不变D振动过程中，机械能不守恒，周期不变5如图2所示是物体受迫振动的共振曲线，其纵坐标表示了物体 A在不同时刻的振幅 B在不同时刻的位移C在不同驱动力下的振幅 D在不同驱动力下的位移6在_的外力（驱动力）作用下的振动叫做_，受迫振动的频率不是由自身结构所决定，而是由_决定。7做受迫振动的物体，当外界驱动力的频率与物体的_相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做_。8给出下列四种振动：A、阻尼振动；B、无阻尼振动；C、受迫振动；D、共振荡秋千时，秋千的振动属于_；受迫振动中，驱动力的频率

23、等于固有频率的现象称为_；音叉在长时间内振动应看作是_；忽略阻力时，浮在水面上的木头上下振动属于_。（填序号）9如图所示，弹簧上端有一个小环，套在曲轴上。转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，测得振动频率为2Hz。然后匀速转动摇把，每分转240转。当振子振动稳定后，它的振动周期为A0.5 s B0.25 s C2 s D4 s10下列叙述中不属于共振现象的有A大队人马迈着整齐步伐过桥可能会导致桥梁断裂B耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的声音C海上风暴引起强烈的震动所产生次声波（频率f20 Hz）可使海员丧命D把弹簧振子拉到距离平衡位置最远时放手，则此时振幅最大11队伍过桥不要齐步走，其目的是A减

24、小对桥的压力 B减小人脚对桥的冲击力C使桥各部分受力均匀 D避免使桥发生共振课后自主巩固教材P21问题与练习2、4课后自主反思 学生代表发言小组交流与讨论学习小组代表发言反思本节课，我参与探究了吗？参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？【课题名称】波的形成和传播课型新授课课时7【学习目标】知识与技能（1）通过观察和分析，认识波是振动的传播，知道波在传播振动形式的同时也传播能量和信息。（2）能区分横波和纵波，知道什么是波峰和波谷、密部和疏部（3）知道什么是机械波和机械波形成的条件过程与方法 通过观察演示实验，概括出机械波的特征，培养学生的观

25、察、概括能力情感、态度与价值观 1通过观察演示实验，培养观察能力 2通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力【学习重点】机械波的形成过程及传播【学习难点】机械波的形成过程及传播【学法指导】自主阅读、合作交流【导学过程】（学习方式、学习内容、学习程序、问题）【导学笔记】预习导学（15分钟）课前自主学习（认真阅读教材p23-p25，独立完成下列问题）1机械波产生的条件：(1) ；(2) 2机械波的分类：机械波分成 和 两类质点振动的方向与波的传播方向垂直的波叫 在横波中，凸起的最高处叫 ，凹下的最低处叫 质点的振动方向跟传播方向在同一直线上的波叫 在纵波中，质点分布最密的地方叫

26、 质点分布最疏的部分叫 3 在 中的传播就形成机械波3机械波的特点：机械波传播的是质点的 ， 也是传递 和 的一种方式介质中的质点只是在平衡位置附近振动，并不随波的传播而迁移自己懂了什么，还有哪些问题没弄透。展示导思（15分钟）课中合作探究演示实验1、用红颜色在绳上做个标记，在波传播的过程中，这个标记怎样运动？它是否随着波向绳的另一端移动2机械波的形成过程(1)介质模型：把介质看成由无数个质点弹性连接而成，可以想象为(图所示)(2)机械波的形成过程： 3、波动与振动的区别：检测导练（15分钟）课堂自主检测1_在_中传播形成机械波，它是传递_的一种方式。2、机械波的产生需要两个条件：_和_，其中

27、_产生振动，_将产生的振动传播开去。在波的传播过程中，介质本身并不随波迁移，质点只是在_；波在时间上具有_，在空间上具有_。3按波的传播方向和质点振动方向的关系分可分为_和_。4在空气中传播的的声波属于_，它可以气体中传播，也可以在_、_中传播。5关于振动和波的关系，下列说法正确的是 ( )A如果波源停止振动，在介质中传播的波也立即停止B发声体在振动时，一定会产生声波C波动的过程是介质质点由近及远的传播过程D波动的过程是质点的振动形式及能量由近及远的传播过程6机械波传播的是 ( )A介质中的质点B质点的运动形式C能量D信息7下列关于机械振动和机械波的说法正确的是 ( )A有机械振动就一定有机械波B各质点都只在各自的平衡位置附近振动C各质点也随波的传播而迁移D前一质点的振动带动相邻的后一质点的振动，后一质点的振动必落后于前一质点8机械波在介质中传播过程，下列说法正确的是( ) A介质中各质点随波迁移B波源的振动能量随波迁移C介质中各质点的振幅一定相同D波的传播速度与质点