高二物理选修3-4 第十一章 机械振动

高二物理选修3-4 第十一章 机械振动

高二物理选修3-4 第十一章 机械振动 ‎ 全章概述 与原教材相比，本章内容没有太大变化，但新增加了相位的概念以及相关定义的改变，教学中要注意。‎ 这一章主要讲述机械振动中运动规律最简单、最基本的一种周期性运动——简谐运动。振动的知识在实际中有很多应用（例如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），振动的有关知识也是后面学习波动的基础，所以教学中应引起重视。‎ 这一章开始讲述简谐运动的基本特点，然后通过图象介绍简谐运动的运动规律和特点，接下来介绍简谐运动的实例——单摆，最后介绍受迫振动的知识。简谐运动是一种周期性的运动，正确理解简谐运动中各物理量（如周期、频率、振幅等）的确切含义是非常重要的。‎ 同下面要学习的波动一样，用图象来描述物体的振动情况是非常重要的手段之一。教材在图象的讲授上较以前有所加强，希望学生能通过图象的学习，较好地理解简谐运动中各物理量的确切含义及其相互间的关系。‎ 简谐运动比前面学过的各种运动复杂，定量研究需要较多的数学知识，因而中学阶段不宜作更多的定量计算，希望教学中掌握好要求。‎ ‎11.1 简谐运动 教学要求 ‎1．通过弹簧振子的运动情况分析，理解简谐运动的定义、条件。‎ ‎2．通过砂摆实验或分析频闪照片，理解简谐运动图象的物理意义。‎ 教学重点、难点 理解简谐运动的位移－时间图象 ，根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向。‎ 学生疑点弹簧振子的运动轨迹与位移－时间图象的关系 学生易错点简谐运动中质点的位移、振动方向 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P5.T2、“科学漫步”中的“简谐运动与单位圆”‎ ‎2．教材中的重要思想方法：建立理想模型 ‎11.2 简谐运动的描述 教学要求 ‎1．理解描述简谐运动的物理量及其特点。‎ ‎（对弹簧振子振动的周期公式不作要求）‎ ‎2．能运用图象、公式描述简谐运动。‎ ‎3．通过两个相同摆长的单摆振动情况的比较，了解初相和相位差概念。‎ 教学重点描述简谐运动的物理量、公式 教学难点初相和相位差概念 学生疑点初相和相位差 学生易错点振幅和位移、初相和相位差 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P11.T1、P11.T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：数理思想 ‎11.3 简谐运动的回复力和能量 教学要求 ‎1．理解回复力的概念, 理解简谐运动回复力的特点。‎ ‎2．了解简谐运动中能量的转化。‎ ‎(不要求分析竖直放置的弹簧振子振动过程中能量的转化)。‎ 教学重点、难点简谐运动回复力 学生疑点 回复力与合力 学生易错点回复力与合力 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P13.T2‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎11.4 单摆 教学要求 ‎1．知道单摆及单摆做简谐运动的条件与特征。‎ ‎2．通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系，知道单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。‎ ‎3．会用单摆测定重力加速度。（不要求单摆周期公式的推导）‎ 教学重点、难点单摆的周期公式 学生疑点 学生易错点摆长和摆线长 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P18.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：理想模型、猜想假设 ‎11.5 外力作用下的振动 教学要求 ‎1．通过实验，了解受迫振动的特点。‎ ‎2．了解共振特点及其在生产和生活实际中常见的应用。‎ 教学重点、难点对受迫振动、阻尼振动、共振等概念的理解 学生疑点固有频率、受迫振动的频率 学生易错点受迫振动和共振 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P18.T1、P18.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ 第十二章 机械波 全章概述 本章基本上继承了老教材的知识结构和体系，在章节上对原有教材进行了增删，虽然由九节改为七节，把“驻波”和“次声波和超声波”删除，但把“波的反射和折射”改成必学，并增加了波面的知识和惠更斯原理，反而难度有一定上升，教学中应注意重难点。教材中采用更多的实验和插图便于教学和阅读，课堂中应加强学生的自主学习。‎ ‎12.1 波的形成和传播 教学要求 ‎1．通过实例，知道机械波的形成过程。‎ ‎2．知道什么是横波，知道波峰和波谷；知道什么是纵波，知道疏部和密部。能区别横波和纵波。‎ ‎3．通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。‎ 教学重点、难点机械波的形成过程 学生疑点波动是怎样形成的 学生易错点介质中质点是否随波迁移 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P27.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：理想模型 ‎12.2 波的图象 教学要求 ‎1．知道波的图象的物理意义。‎ ‎2．能运用简谐横波（正弦波）的图象描述横波，解决简单的实际问题。‎ ‎3．通过对波的图象和振动图象的比较，知道波的图象与质点振动图象的区别。‎ ‎（不要求讨论纵波的波形图）。‎ 教学重点、难点波的图象的物理意义 学生疑点波的图象与质点振动图象的区别 学生易错点波的图象与质点振动图象 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P29.T1、P29.T2、P29.T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎12.3 波长、频率和波速 教学要求 ‎1．理解波长、频率和波速的物理意义。‎ ‎2．理解波长、频率和波速之间的关系，并会应用这一关系式进行计算和分析问题。‎ 教学重点、难点理解波长、频率和波速的物理意义及公式v=fλ的含义 学生疑点波速是否与频率有关？‎ 学生易错点v、f、λ个量的关系 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P33.T4、P33.T5‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎12.4 波的反射和折射 教学要求通过实例，了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。‎ 教学重点波的反射和折射规律 教学难点波线、波面的概念 学生疑点波的折射的原理 学生易错点波线、波面 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P38.T2、P38.T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎12.5 波的衍射 教学要求 ‎1．通过实验，认识波的衍射现象，知道波发生明显衍射现象的条件。‎ ‎2．知道衍射是波特有的现象。‎ 教学重点、难点波发生明显衍射现象的条件 学生疑点波发生明显衍射现象的条件 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P40.T2‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎12.6 波的干涉 教学要求 ‎1．知道波的叠加原理。‎ ‎2．通过实验，认识波的干涉现象。知道产生稳定干涉现象的条件。‎ ‎3．知道干涉是波特有的现象。‎ 教学重点、难点产生稳定干涉现象的条件 学生疑点产生稳定干涉现象的条件：相差恒定的含义 学生易错点振动加强点和位移始终最大，振动加强线和波峰 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P44.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎12.7 多普勒效应 教学要求 ‎1．通过实验感受多普勒效应。‎ ‎2．解释多普勒效应产生的原因。‎ ‎3．通过列举多普勒效应的应用实例，了解多普勒效应的应用。‎ 教学重点、难点多普勒效应产生的原因 学生疑点声源和物体间发生相对运动就一定能产生多普勒效应吗？‎ 学生易错点声源和物体间发生相互靠近或者远离时声音频率的变化 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P48.T1‎ ‎2．教材中的重要思想方法：模拟实验法 第十三章 光 全章概述 老教材：先学几何光学，然后物理光学；分得很清楚。新教材：一开始就介绍两种学说。目的：（1）本来就是有不同的迹象分别表示光是一种波，也是一种粒子；（2）有利于建立辩证的思想方法；（3）多年来两种学说并存。不但把波动说与粒子说结合起来，而且有利于改变学习方式、鼓励了学生的探究精神。‎ ‎1．本章旧书多二节(直线传播，光的电磁说)‎ ‎2．新书单独增加了一节实验（用双缝干涉测量光的波长）‎ ‎3．旧书的几何学与物理光学分开讲，新书合并一章 ‎13.1 光的折射 教学要求 ‎1．通过实验了解光的折射现象。经历光的折射定律的探究过程，理解折射定律。‎ ‎2．理解介质折射率的定义、会用折射率公式进行有关计算。（不要求知道相对折射率。）‎ ‎3．会测定玻璃的折射率。‎ 教学重点光的折射定律的探究过程和对折射率的理解 教学难点折射定律与光路可逆原理的结合 学生疑点对折射率的理解 学生易错点折射率与物体密度的联系，错误认为密度大，折射率一定大。‎ 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P54.T6‎ ‎2．教材中的重要思想方法：逆向思维法 ‎13.2 光的干涉 教学要求 ‎1．通过实验，观察光的干涉现象，知道双缝干涉的规律。‎ ‎2．知道光的干涉的条件。‎ ‎3．会用双缝干涉实验测量光的波长。‎ ‎4．观察光的薄膜干涉现象。‎ 教学重点双缝干涉中波的叠加形成明暗条纹的条件及判断方法。‎ 教学难点怎样获得相干波源 学生疑点两白炽灯的光为什么不干涉 学生易错点光的干涉与波的干涉条件混为一谈 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P57.T2、P57.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：类比、实验验证 ‎13.3 实验：用双缝干涉测量光的波长 教学要求 ‎1．通过实验，观察光的干涉现象，知道双缝干涉的规律。‎ ‎2．知道光的干涉的条件。‎ ‎3．会用双缝干涉实验测量光的波长。‎ 教学重点、难点 相邻亮或暗条纹的表达式及用该式的原理测波长 学生易错点 出现明、暗条纹的位置表达式 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P60.T1、P60.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：数学演变法、实验法 ‎13.4 光的颜色 色散 新课标没有这个要求，但是，内容比较成熟也比较实用，建议复习一下。‎ ‎13.5 光的衍射 教学要求 ‎1．通过实验观察光的衍射现象。‎ ‎2．知道产生光的衍射现象的条件。‎ 教学重点、难点理解光的衍射现象产生的原理 学生疑点 光的衍射现象是怎么产生的？‎ 学生易错点光的衍射图样和干涉图样的区别 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P68.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：观察、实验探究思想 ‎13.6 光的偏振 教学要求 ‎1．通过实验观察光的偏振现象，知道光波是横波。‎ ‎2．了解光的偏振现象的应用。‎ 教学重点光的偏振特点 教学难点光波的微观构成 学生疑点偏振片究竟有什么作用？‎ 学生易错点 起偏器和检偏器、自然光和偏振光的区别 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P72.T2‎ ‎2．教材中的重要思想方法：类比法（光波和机械横波类比）‎ ‎13.7 全反射 教学要求 ‎1．通过观察和实验，认识光的全反射现象和产生光的全反射的条件。‎ ‎2．初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对经济、社会、生活的重大影响。‎ 教学重点、难点产生光的全反射的条件 学生疑点发生全反射时光为什么一定要从光疏介质进入光密介质？‎ 学生易错点光疏介质和光密介质、全反射和反射的区别 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P77.T1、T5、T6‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎13.8 激光 教学要求 ‎1．了解激光的特性和应用。‎ ‎2．通过实验观察全息照相。（不要求知道激光的产生原理。）‎ 教学重点、难点 激光的特性和应用 学生疑点 全息照相的原理 学生易错点 激光和自然光的区别 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P80.T3、T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ 第十四章 电磁波 全章概述 ‎1、内容变化：（1）、由原来开篇的《电磁振荡》变为《电磁波的发现》，让学生初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。增加了赫兹电火花实验的介绍和捕捉电磁波实验，让学生感受电磁波的存在，体会电磁场的物质性。‎ ‎（2）、将原来的《电视雷达》一节扩充为包括移动电话、因特网等在内的《电磁波与信息化社会》，在节后增加 “科学漫步——模拟信号与数字信号”。‎ ‎（3）、将原《光的波动性》章节中《电磁波谱》移到本章最后一节，内容中也增加了“电磁波的能量”、“太阳辐射”等知识点。‎ ‎2、课后习题变化：本章书后习题明显减少，特别是删除了大量电磁振荡习题。‎ ‎14.1 电磁波的发现 教学要求 ‎1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。‎ ‎2．了解电磁波的产生。‎ ‎3．通过赫兹电火花实验，感受电磁波的存在。体会电磁场的物质性。‎ ‎4．了解电磁波的周期、频率、波长和波速以及他们之间的关系，知道电磁波在真空中的传播速度等于光速。‎ 教学重点、难点 麦克斯韦电磁场理论 学生疑点 如何理解变化的磁（电）场产生电（磁）场 学生易错点 变化的磁场和变化的电场的关系 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P85.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：观察实验法（赫兹检验电磁波）、科学假设法等 ‎14.2 电磁振荡 教学要求 ‎1．初步了解LC电路的振荡过程。‎ ‎2．初步了解LC电路的振荡周期和频率与电感L和容C的关系。‎ ‎（不要求知道电容器极板上的电量、电路中的振荡电流随时间的具体变化规律。不要求用周期、频率公试进行计算。）‎ 教学重点、难点 LC电路的振荡过程 学生疑点 LC电路在放电时电流为什么不能立刻达到最大等？‎ 学生易错点 电流、电场能、磁场能达到最大的时刻 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：‎ ‎2．教材中的重要思想方法：观察实验法 ‎14.3 电磁波的发射和接收 教学要求 ‎1．了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。‎ ‎2．了解调谐、解调及无线电波的接收的基本原理。‎ 教学重点、难点 无线电波的发射过程和接收过程 学生疑点 调频、调幅的概念；调制和解调的关系 学生易错点 调频和调幅、调谐、调制和解调等概念的关系 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P92.T2、T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：类比法 ‎14.4 电磁波和信息化社会 教学要求 ‎1．通过实例，了解电磁波的应用。‎ ‎2．了解电磁污染，有防护电磁污染的意识。‎ ‎3．了解电磁波对科技、经济和社会发展的重要作用。‎ 教学重点、难点 电视、雷达、移动电话、因特网等原理及应用 学生疑点电视、雷达、移动电话的工作原理 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P96.科学漫步、P97T2‎ ‎2．教材中的重要思想方法：‎ ‎14.5 电磁波谱 教学要求 ‎1．知道光是电磁波。‎ ‎2．通过实例认识电磁波谱，知道电磁波谱中按频率（或波长）大小的排列顺序。‎ ‎3．了解无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的主要作用。‎ 教学重点、难点 各科电磁波的特点及应用 学生疑点 红外测温仪、微波炉等设备工作的基本原理 学生易错点 各种电磁波的特性会混淆 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P102.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：猜想、科学探究 第十五章 相对论简介 全章概述 这一章介绍高速物体的运动规律和相对论的时空观。这章的教学有两个特点。‎ 第一，我们平时接触的都是低速运动，因此本章很多结论与日常经验不一致，难于接受。这样，教学中一方面要通过严格的逻辑推理使学生认识到结论的正确性，另一方面又要讲清，人的感性认识以直接经验为基础，受到直接经验的局限。‎ 第二，相对论的全面阐述要用到较多的高等数学知识，所以这章许多结论都是直接给出的，许多逻辑推导也是不严格的。这点要向学生说明，以培养学生严密的思维习惯，同时激发学生进一步学习的愿望。‎ ‎15.1 相对论的诞生 教学要求 ‎1．知道相对性原理和光速不变原理。‎ ‎2．知道麦克耳孙——莫雷实验是光速不变原理的实验基础。‎ 教学重点、难点 相对性原理和光速不变原理 学生疑点 牛顿力学（在低速运行情况下）和相对论建立之前的整个经典物理学的成就。但在这个范围以外出现了乌云。‎ 学生易错点 用经典物理学观点研究相对性原理和光速不变原理。‎ 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P107.T3‎ ‎2．教材中的重要思想方法：科学探究和逻辑推理思想 ‎15.2 时间和空间的相对性 教学要求 ‎1．通过分析知道“同时”的相对性。‎ ‎2．知道长度的相对性。‎ ‎3．知道时间间隔的相对性。‎ ‎4．了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别。‎ 教学重点以爱因斯坦狭义相对论的两个原理为基础，通过对一些简单的情况分析、逻辑地推理，得到的一系列惊人的重要结论，并且所有推论都与事实很好地相符。‎ 教学难点 “同时”的相对性的理解 学生疑点 “同时”的相对性 学生易错点 绝对时空观和相对时空观 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P114.T3、T4‎ ‎2．教材中的重要思想方法：猜想与假设、逻辑思维演绎 ‎15.3 狭义相对论的其他结论 教学要求 ‎1．初步了解相对论速度变换公式。‎ ‎2．了解相对论质量公式。‎ ‎3．了解爱因斯坦质能方程中的质量是相对论质量。‎ 教学重点、难点 在狭义相对论的两个原理基础上，进一步强调在光速极限条件下，经典的伽利略速度叠加的法则不再适用，而要用相对条件下由洛伦兹变换得到的速度叠加公式。‎ 学生疑点 物体质量为什么会变呢？质量与能量为什么有关系？‎ 学生易错点 运动质量和静止质量的理解、质量与能量的关系 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P117. T1、T2‎ ‎2．教材中的重要思想方法：自洽性检验是科学理论研究的一个基本方法。‎ ‎15.4 广义相对论简介 教学要求 ‎1．初步了解广义相对性原理和广义相对论等效原理。‎ ‎2．初步了解广义相对论的时空结构及重要实验观测证据。‎ ‎3．关注宇宙学研究的新进展。‎ ‎（相对论的所有公式都只作定性要求，不要求定量计算。）‎ 教学重点、难点 广义相对性原理和广义相对论等效原理 学生疑点 对广义相对性原理和广义相对论等效原理的理解 学生易错点 广义相对论和狭义相对论的关系 教学资源 ‎1．教材中值得重视的题目：P120.T1‎ ‎2．教材中的重要思想方法：思想实验