资源简介

《机械振动 机械波复习课》教学设计
一、教学设计说明
1.课标分析
《普通高中物理课程标准》（2017 版）对机械振动、机械波这两部分内容的要求是：
1.2.1 通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。
1.2.2 通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速
度的关系。会用单摆测量重力加速度的大小。
1.2.3 通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用。
1.2.4 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、
波长和频率的关系。
1.2.5 知道波的反射和折射现象。通过实验，了解波的干涉与衍射现象。
1.2.6 通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应
的应用实例。
2.教材分析
使用教材是广东教育出版社高中物理选择性必修一，内容包括第二章、第三章。简谐
运动是质点运动的一种形式，要使学生对质点运动的认识更加全面和深入。机械振动，是加
速度大小和方向都发生变化的运动。通过对机械运动这一章的学习，学生不仅要拓展对质点
运动的认识，而且进一步熟练应用各种手段记录运动物体不同时刻的位置; 绘制位移-时间
图像或速度-时间图像; 通过图像分析获得物体运动的规律。
机械波是第二章机械振动的延续，也是后续学习光和电磁波的基础。机械波这一章以
实验为基础，更加突出物理学科特点，同时注重与生产生活和现代科学技术的联系。
3. 学情分析
学生已对力与运动的关系、做功与能量转化的关系、机械能守恒定律、冲量、动量等
基本理论进行了较为系统的学习，所以，在机械振动、机械波的学习中，学生可以综合应用
这些理论对弹簧振子及单摆运动过程中的受力特点、能量特点进行分析，进一步加深对牛顿
运动定律和机械能的理解。
二、教学设计
课题
机械振动、机械波复习
简谐运动是一种最简单的运动，任何复杂的振动均可以视为众多简谐运动的合成。
机械波则从波的传播入手，介绍了波是运动的一种形式，分析了这种运动是介质中
核
心
素
养
物理观念 的质点间相互作用的结果，同样，波的反射，折射、衍射与干涉也都是波与介质相
互作用的结果，而多普勒效应是运动的相对性的结果，充分渗透了运动与相互作用
观念。
弹簧振子、单摆的本质是想象着把实际中存在的影响物体运动的阻尼去掉，抓住事
物的本质。这种依据理想化模型把实际问题理想化的思想是研究物理问题的思维方
科学思维 法之一。提出横波与纵波两种理想模型、介绍描述波的两种方法(图像法与解析法)，
推导波动衍射条件和干涉条件、建立多普勒效应模型的过程中，都渗透了模型建构、
推理论证和质疑创新的思想。
机械振动的科学探究主要体现在两个方面: 一是用启发性的语言、问题以及做一做，
推动学生逐步进行推理分析、发现问题、制定解决方案、训练思维，形成主动探究
的意识，养成探究的习惯; 二是在探究单摆周期与摆长之间关系的过程中，完整了
解科学家的探究过程，体会科学探究的基本方法，在用单摆测定重力加速度的实验
中，引导学生在问题提出、实验思路、物理量的测量、实验方案的制定、数据处理
科学探究 与分析方面进行完整的探究，在实践中深刻认识科学探究的重要性，逐步培育学生
科学探究的素养。在探究波发生明显衍射的条件时，首先从现象(绕射)引出问题(为
什么会绕射)，然后通过水波进行实验(尝试各种缝宽)。最后得出结论(缝宽或障碍物
尺寸与水波波长相当或更小)，这是一个科学探究的过程。另外，对波的干涉现象的
分析，分别用反证法明确两列波的频率要相同，相位差要怕定，振动方向要一致，
这样的两列波才会产生移定的干涉现象，这是基于证据得出结论的过程。
教材在每一节开头都设计了一个问题，这些问题中，有一些问题在后续的学习中并
没有进行讨论，教师应当引导学生主动思考问题、独立发表意见，展开小组讨论，
科学态度 培养学生主动、严谨、合作的学习态度，承担学习的责任。在介绍机械波在介质中
与责任
的传播速度时，强调波速是由介质本身的性质决定的，不同介质中的波速不同，又
强调声速还与温度有关，给出了 0℃时几种介质中的声速数值。这样的安排有利于
学生理解物理学的本质。
1. 简谐运动的描述：运动学描述、动力学描述
2. 机械波的描述
教学重点
3. 单摆的周期公式
1. 描述简谐运动的物理量：周期、频率、振幅、相位等
2. 机械波的传播现象
教学难点
教学媒体
PPT 课件
教学过程
设计意图
一、机械振动复习
复习机械振动章节知识
结构，关注知识点间的
联系
知识点一：
简谐运动的回复力
例 1 如图 1 所示，弹簧振子 B 上放一个物块 A，在 A 与 B 一起做简
谐运动的过程中，下列关于 A 受力的说法中正确的是
1. 复习弹簧振子和单摆
的回复力，分析回复力
的来源，说明回复力是
效果力，可以是某一个
力也可以是几个力的合
力或某个力的分力来提
供
A.物块 A 受重力、支持力及 B 对它施加的大小和方向都随时间变化的
摩擦力
B.物块 A 受重力、支持力及弹簧对它施加的大小和方向都随时间变化
的弹力
C.物块 A 受重力、支持力及 B 对它施加的恒定的摩擦力
D.物块 A 受重力、支持力及弹簧对它施加的恒定的弹力
2. 复习简谐运动的描述
(1)动力学表达式：F＝
-kx，其中负号表示回复
力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式：x＝
Asin(ωt＋φ)，其中 A 代
表振幅，ω＝2π/T 表示简
谐运动的快慢，ωt+φ称
为“相位”。
3. 复习简谐运动的对称
性特征
(1) 振子经过关于平衡
位置 O 对称的两点 P、
P′(OP＝OP′)时，速度的
大小、动能、势能相等，
相对于平衡位置的位移
大小相等．
(2)时间对称：振子往复
过程中通过同一段路程
(如 OP 段)所用时间相
等，即 t ＝t .
OP
PO
1.复习单摆的周期公式
2.复习实验：用单摆的周
期公式测量重力加速度
复习受迫振动和共振
复习机械波的形成
复习机械波的描述
和图像
复习机械波的传播现象
机械波的图像描述
机械波的图像描述
机械波的传播现象
多普勒效应
知识小结

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