第十一章 《机械振动》教材分析选修3-4adoc

第十一章《机械振动》教材分析

第一节简谐运动

【学习目标】

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。

【教学重点】

掌握简谐运动特征及相关物理量的变化规律.

【教学难点】

理解简谐运动的运动学特征。

【疑点】

振动图象与振动轨迹的区别

【易错点】

学生易将振动图象中一质点的振动情况和下一章将要学习的波动图象中不同质点的振动情况相混淆

【思想方法】运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。

【教材资源】

1、P4做一做：在弹簧振子的小球上安装一技绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直

的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。

当弹簧振子振动时，沿垂置于振动方向匀速拉动纸带，毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线。

说明：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。

介绍这种记录振动方法的实际应用例子：心电图仪、地震仪。

2、P5问题与练习2

第二节简谐运动的描述

【学习目标】

1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。

2．熟悉简谐运动的表达式。

3．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。

【教学重点】

振幅、周期和频率的物理意义；

【教学难点】

理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。

【疑点】

相位的物理意义。

【易错点】

偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆。

【思想方法】

提高学生观察、分析、实验能力和动手能力，从而让学生知道实验是研究物理科学的重要基础。

【教材资源】

1、P8科学漫步：月相

一方面说明相位这个个概念的用途，另一方面也培养学生对于大自然的兴趣和用物理知

识分析自然现象的能力。

第三节简谐运动的回复力和能量

【学习目标】

掌握简谐运动的定义；了解简谐运动的运动特征；掌握简谐运动的回复力特点，简谐运动的能量变化规律。

【教学重点】

简谐运动的回复力；

【教学难点】

简谐运动的动力学分析和能量分析。

【疑点】

简谐运动过程动能、势能、总能变化情况。

【易错点】

回复力是效果力，与合力不同。如振动物体经过平衡位置时回复力是零，合力不一定是零【思想方法】

简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透；

振动有多种不同类型说明各种运动形式都是普遍性下的特殊性的具体体现.

【教材资源】

1、P13问题与练习2

第四节单摆

【学习目标】

1．知道什么是单摆；

2．理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件；

3．知道单摆的周期和什么有关，掌握单摆振动的周期公式，并能用公式解题。

【教学重点】

掌握好单摆的周期公式及其成立条件。

【教学难点】

单摆回复力的分析。

【疑点】

单摆振动的规律，只有在θ<10°时单摆振动才是简谐运动

【易错点】

单摆的周期与摆球的质量和振幅无关，只与摆长和重力加速度有关。

【思想方法】

概括出影响周期的因素，培养由实验现象得出物理结论的能力。

【教材资源】

1、P

单摆的周期的研究（实验），每次实验中只改变一个物理量，这种研究问题的方法就16

是——控制变量法。

［演示1］将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。

现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆的周期与摆球质量无关，不会受影响。

［演示2］摆角小于10°的情况下，把两个摆球从不同高度释放。

现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。

［演示3］取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要θ≤10°。

现象：两摆振动不同步，而且摆长越长，振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。

2、P16单摆的周期的研究（数据处理）探究单摆周期与摆长的关系。

第五节外力作用下的振动

【学习目标】

1．知道阻尼振动和无阻尼振动，并能从能量的观点给予说明。

2．知道受迫振动的概念。知道受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。

3．理解共振的概念，知道常见的共振的应用和危害。

【教学重点】

受迫振动，共振。

【教学难点】

受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振动物体的固有频率无关。

【疑点】

受迫振动的频率等于驱动力的频率。

【易错点】

1．物体发生共振决定于驱动力的频率与物体固有频率的关系，与驱动力大小无关.

2．当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大.

【思想方法】

通过分析实际例子，得到什么是受迫振动和共振现象，培养学生联系实际，提高观察和分析能力；通过共振的应用和防止的教学，渗透一分为二的观点.

【教材资源】

1、P20科学漫步：生活中的共振和减振。多思考一下共振在实际中的应用（如乐器的共鸣箱等）

以及避免共振的方法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。

2、P22问题与练习4

第十二章《机械波》教材分析

波动是一种常见的运动形式，不同于教材中的前面所介绍的各种运动形式，是为后面的学习电磁波和物质波和物理光学的基础。教学内容是机械振动的延伸和扩展，重点讨论了振动在介质中的传播过程，具体的内容为波的形成、相关的基本物理量及波的传播的规律，用数学的语言描述了波的传播。如波的图象、用惠更斯原理分析了波的反射和波的折射，还有波的干涉、衍射和生活中的多普勒效应等内容。

第一节波的形成和传播

【学习目标】

理解机械波的形成、建立波峰、波谷和密部、疏部等机械波的概念。用数学的方法研究波