资源简介

选修3-4 1页——39页
选修3-5 40页——61页
一、新旧教材的比较
第十一章 机械振动
1、第一节对简谐运动的表述，教材中从图象着手（重视科学方法：一种处理实验数据的方法），P4说：“如果质点的位置与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x-t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。”（新教材增加的内容）这是运动学的定义，它告诉我们，什么样的运动是简谐运动。P12“简谐运动的回复力和能量”一节中说：“如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。”这里告诉我们，在什么力的作用下物体做简谐运动。
2、第二节简谐运动的描述，增加了物理量“相位”和“简谐运动的表达式”。教材中的习题全是“简谐运动的表达式”的应用，因此在复习中要让学生弄清“简谐运动的表达式”中各量的意义，并能结合图象处理问题。
3、第三节简谐运动的回复力和能量，教材中增加了两道证明物体的运动是简谐运动的习题，这是新课改的要求，07年高考中已经有了体现。
4、第四节单摆，我们在复习时仍然要重视物理学中的一种重要思想----“近似处理”，教材中在说明单摆的运动是简谐运动时，用了近似处理的方法，P15用到了两个近似：摆角很小时①弧和弦相等；②,如果学生掌握了，07年高考的那道证明题就可能顺手一些，因为有不少学生找到了回复力，就是找不到常数K。第二将“用单摆测定重力加速度”实验前移，且变成了“探究单摆周期与摆长的关系”并在实验中增加了误差的分析和减小误差的思路。要特别说明的是方法的重要性：在这儿再次遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性的，化成线性关系）；科学方法----在惠更斯那个时代，周期公式不是理论推导出来的，也不是单纯的实验数据的归纳，但实验的启示十分重要。
5、第五节外力作用下的振动，与原教材相当。
第十二章 机械波
1、第一节波的形成和传播；与原教材大致相同，P27最上面的两段，强调了波可能传递能量，也可以传播信息，这是目前我们利用波的两个途径。
2、第二节波的图象与过去的教材大致相同，只是P28最下面增加了两句话“它们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。”
3、第三节波长、频率和波速的内容和呈现方式与原教材一样。
4 、第四节波的反射和折射，这是新增加的内容，P34的波面和波线是新内容，波面（波阵面）：振动状态全是相同的点的集合。波线：与波面垂直的那些线。但教材没有给出这样的定义，而是用举例的方法介绍。课程标准要求不高，只要学生了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。我认为能处理教材上的习题就要以了。
5、第五节波的衍射，（1）增加了用惠更斯原理说明波的衍射，（2）增加了两道题，只要能简单的分析。
6、第六节波的干涉和第七节多普勒效应与原教材比没有多大变化，只是多普勒效应一节后增加了3 道习题。也是简单的应用。
第十三章 光
将光的传播和光的波动性合为一章，而且删除了光的直线传播和光的电磁说，全章内容基本是以光的发展史来安排的。
　　1、光的折射这一节增加了相对和绝对折射率的概念，并把测定玻璃的折射率也包含在其中，课本上的例题和习题没有发生变化。
　　2、光的干涉 这一节减少了薄膜干涉这一块内容
　　3、实验：用双缝干涉测量光的波长这一节增加了详细推导条纹间距公式的内容，在推导公式的过程中再一次体现了近似的思想。
4、光的颜色 色散这一节内容进行重新组合，且对光的色散这个概念进行了准确的定义，原教材第三册P16中说“复色光在介质中由于折射率不同而分解成单色光的现象，叫做光的色散。”而新教材P61说“含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散。”这样就有反射色散和折射色散，如薄膜干涉现象就是反射色散，白光通过三棱镜就是折射色散。也就是说现行教材是对现象的描写，本书是色散的定义。
P60不同颜色的光，波长琐。新教材从干涉引入色散，更容易接触颜色的本质。思路如下：
定量的分析得出--------
不同波长的波干涉时产生的条纹间距不同

白光干涉时出现了彩色条纹
说明①不同颜色的光的波长不同②白光由不同颜色的单色交组成
棱镜使不同的色光有不同的偏折
说明同样的玻璃对不同波长的光的折射率不同
比原教材更具条理性
课本上的习题没有变化。
　　5、光的衍射 这一节增加了衍射光栅，让学生了解就行了，
　　6、光的偏振和全反射这两节与原教材比没有变化。
　　7、激光这一节对相干光的阐述比原教材精确。原教材第三册P36说“只有频率相同、并满足一定条件的光是相干光”，现教材3-4P78说“只有频率相同，相位差恒定，偏振方向一致的光才是相干光。”而且是黑体字。复习时要注意。另外教材中增加了“全息照相”，我认为是属于了解层面的。
第十四章 电磁波
1、电磁波的发现这一节基本上没有变化。
这一节主要是科学本质和科学方法的教育。复习时要让学生理解麦克斯韦电磁场理论。
　　2、电磁振荡这一节原教材中也有，但近几年高考一直没有作要求，复习时必须讲清一个周期中电容器极板上的电量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B、电路中的电流i等物理量的变化情况，有助于对周期和频率公式的了解。
　　3、电磁波的发射和接收这一节没有变化。只要大致了解。
　　4、电磁波与信息化社会这一节将阅读材料“移动电话”转为正文，另增加了因特网，这些都属于了解层面的。
　　5、电磁波谱是将原教材中“光的电磁说”的内容移过来了，把“X射线”和“射线”作了比较，增加了“可见光” 、“电磁波的能量”和“太阳辐射”。
第十五章 相对论简介
　　1、相对论的诞生
　　2、时间和空间的相对性
　　3、狭义相对论的其他结论
　　4、广义相对论简介
这一章是增加的内容，要求不高，我认为只要将教材上的内容和习题让学生弄懂就行了。
二、大纲与课标的对比
（一）机械振动与机械波
全国大纲
江苏课标
内容
要求
目标
要求
简谐运动
I
1．通过观察和分析，理解简谐运动的特征。能用公式和图象描述简谐运动的特征。
2．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。
4．通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件以及在技术上的应用。
5．通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图象描述横波。理解波速、波长和频率（周期）的关系。
6．了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。
7．通过实验，认识波的干涉现象、衍射现象。
8．通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。
1．简谐运动
通过弹簧振子的运动情况分析，理解简谐运动的定义、条件。
理解回复力的概念, 理解简谐运动回复力的特点。
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）
2．简谐运动的描述
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）
通过砂摆实验或频闪照片的分析，认识简谐运动图象的物理意义。
能运用图象、公式描述简谐运动的特征。
通过两个相同摆长的单摆振动情况的比较，了解初相和相位差的概念。
3．单摆
知道单摆及单摆做简谐运动的条件与特征。
通过实验，探究单摆的周期与摆长和重力加速度的关系，知道单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。
会用单摆测定重力加速度。
（不要求单摆周期公式的推导。）
4．受迫振动
通过实验，了解受迫振动的特点。
了解产生共振的条件以及在技术上的应用。
5．波的形成和传播
通过实例，知道机械波的形成过程。
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。
通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。
6．波长、频率和波速
理解波长、频率和波速的物理意义。
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。
7．波的图象
知道波的图象的物理意义。
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。
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。
8．波的反射和折射
通过实例，了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。
9．波的衍射
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。
知道衍射是波特有的现象。
10．波的干涉
知道波的叠加原理。
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。
知道干涉是波特有的现象。
11．多普勒效应
通过实验，感受多普勒效应。
解释多普勒效应产生的原因。
通过列举多普勒效应的应用实例，了解多普勒效应的应用。
简谐运动的公式和图像
II
单摆、周期公式
I
受迫振动和共振
I
机械波
I
横波和纵波
I
横波的图像
II
波速、波长和频率（周期）的关系
II
波的干涉和衍射现象
I
（二）电磁振荡与电磁波
全国大纲
江苏课标
内容
要求
目标
要求
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，电磁波及其传播
I
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。通过电磁波体会电磁场的物质性。
3．了解电磁波的发射、传播和接收。
4．通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
5．了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
1．麦克斯韦电磁场理论
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．电磁波
了解电磁波的产生。
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。
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。
3．电磁振荡
初步了解LC电路的振荡过程。
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。）
4．电磁波的发射和接收
了解无线电波的发射和调制。
了解无线电波的接收过程中的调谐和解调。
5．电磁波的应用
通过实例，了解电磁波的应用。
了解电磁污染，增强防护电磁污染的意识。
了解电磁波对科技、经济和社会发展的重要作用。
6．电磁波谱
知道光是电磁波。
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。
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。
电磁波的产生、发射和接收
I
电磁波谱
I
（三）光
全国大纲
江苏课标
内容
要求
目标
要求
光的
折射
定律
II
1．通过实验，理解光的折射定律。
2．测定材料的折射率
3．认识光的全反射现象。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。
4．观察光的干涉、衍射和偏振现象。知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。
5．了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。
1．光的折射
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。
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。）
会测定玻璃的折射率。
2．全反射
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。
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。
3．光的干涉
通过实验，观察光的干涉现象，知道产生光的干涉现象的条件，知道双缝干涉的规律。
会用双缝干涉实验测定光的波长。
观察光的薄膜干涉现象。
4．光的衍射
通过实验，观察光的衍射现象。
知道产生光的衍射现象的条件。
5．光的偏振
通过实验，观察光的偏振现象，知道光波是横波。
了解光的偏振现象的应用。
6．激光
了解激光的特性和应用。
通过实验观察全息照相。
（不要求知道激光的产生原理。）
折射
率
I
全反
射、
光导
纤维
I
光的
干涉
、衍
射和偏折
现象
I
（四）相对论
全国大纲
江苏课标
内容
要求
目标
要求
狭义相对论
的
基本
假设
I
1．知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。
2．了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
3．初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。
4．关注宇宙学研究的新进展。
1．狭义相对论的两个基本假设
知道相对性原理和光速不变原理。
知道麦克耳孙——莫雷实验是光速不变原理的实验基础。
2．时间和空间的相对性
通过分析，知道“同时”的相对性。
知道长度的相对性。
知道时间间隔的相对性。
了解相对论时空观与经典物理时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
3．狭义相对论的其他结论
初步了解相对论速度变换公式。
了解相对论质量公式。
知道相对论质能关系。
4．广义相对论
初步了解广义相对性原理和广义相对论等效原理。
初步了解广义相对论的时空结构及重要实验观测证据。
5．探索宇宙
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。）
质
速
关系
、
质
能
关系
I
相对论质能关系
式
I
三、复习建议及课时分配
一、机械振动和机械波
[复习课时]约8课时
（一）机械振动
一、简谐运动
1、平衡位置
2、弹簧振子
3、简谐运动: 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x-t）是一条正弦曲线，这样的振动叫简谐运动。
简谐运动的特点：变加速运动
4、简谐运动的图象
①简谐运动的图象：以横轴表示时间t，以纵轴表示位移x，建立坐标系，画出的简谐运动的位移—时间图象称为________图象，也叫_____________。都是__________________曲线．
②振动图象的含义：振动图象表示了___________________________________变化的规律．
③图象的用途：从图象中可以知道：
A．任一个时刻质点的位移 B．振幅A、周期T C．位移x、回复力F、加速度a、速度v、动能EK、势能EP在任意时刻的变化趋势及位移x、回复力F、加速度a、速度v在任意时刻的方向。
④注意：A．简谐运动的图象不是振动质点的轨迹． B．简谐运动的周期性，体现在振动图象上是曲线的重复性．简谐运动是一种复杂的非匀变速运动．但运动的特点具有简单的周期性、重复性、对称性．所以用图象研究要比用方程要直观、简便．
二、简谐运动的描述
1、振幅A：
（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离
（2）振幅单位：cm，标量
①A与x的区别和联系：
②A的大小反映振动的强弱
③简谐运动的振幅不变，而位移在时刻变化。
2、全振动：
3、周期（T）：完成一次全振动所需要的时间
（1）与振幅无关
（2）与振子的质量和弹簧的劲度系数有关
4、频率（f）：单位时间内完成全振动的次数
单位：赫兹（Hz）
5、角速度(ω):
6、相位（φ）
相位差
7、简谐运动的表达式: x=Asin(ωt+φ)
8、简谐运动的动力学特征：F=-kx（“－”表示回复力与位移的方向相反）
9、简谐运动的运动学特征：（“－”表示加速度方向与位移的方向相反）
三、简谐运动的回复力和能量
1、定义：力的方向始终指向平衡位置，它的作用总是要把物体拉回平衡位置，这种力称为回复力
2、回复力是按效果命名的，不是什么新的性质的力
3、简谐运动的能量：做简谐运动的物体在振动中经过某一位置时所具有的势能和动能之和。
4、做简谐运动的物体的能量变化规律：只有动能和势能之间的转化，对弹簧振子，机械能守恒。
5、简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
四、单摆
1、单摆的概念：在细线的一端拴一小球，另一端固定在悬点上，如果悬挂小球的细线的伸缩和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置就叫做单摆。
2、单摆的回复力：
大小： F回=Gsinθ=mgsinθ方向：沿切线指向平衡位置
摆球重力的分力G2始终沿轨迹切向，指向平衡位置O
3、单摆的周期：
(1)周期公式：
(2)荷兰物理学家惠更斯首先发现
注意：摆长 L＝细绳长度＋小球半径；单摆周期与摆长和重力加速度有关，与振幅和质量无关；摆长、重力加速度都一定时，周期和频率也一定，通常称为单摆的固有周期和固有频率。
五、外力作用下的振动
1、受迫振动
在驱动力作用下的振动叫受迫振动
物体在驱动力下振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率没有关系.
2、共振：
如果驱动力的频率等于物体的固有频率时，振动物体的振幅将达到最大.
六、用单摆测定重力加速度
1．用单摆测定当地的重力加速度
（1）利用单摆测定当地的重力加速度。
（2）巩固和加深对单摆周期公式的理解
2．实验原理
单摆在偏角很小（小于100）时的摆动，可以看成是简谐运动，其固有周期为，由此可得，据此，只要测出摆长L和周期T，即可计算出当地的重力加速度。
3．实验步骤
　（1）组成单摆。实验器材有：带有铁夹的铁架台，中心有孔的金属小球，约1m长的细线。在细线的一端打一个比小球的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆；将单摆固定有铁架台上，使球自由下垂。
　（2）测摆长。实验器材有：毫米刻度尺和游标卡尺。让摆球处于自由下垂状时，用刻度尺量出悬线长l，用游标卡尺测出摆球的直径（2r），则摆长为L=l+r。
　（3）测周期。实验仪器有：秒表。把摆球拉离平衡位置一个小角度（100），使单摆在竖直面内摆动，测量其完成全振动30次（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，即为周期T；
　（4）求重力加速度和减小误差。将L和T代入，求g的值；变更摆长3次，重测每次的摆长和周期，再取重力加速度的平均值，即得本地的重力加速度。
4．实验注意事项
　（1）单摆是一理想模型，应是一根轻绳系一质点组成。因此本实验中线要轻而长（且不易伸长），球应重而小，应选用密度大的金属球。
　（2）实验时，悬线上的悬点不能动。摆线偏离竖直方向的夹角不超过100，摆球必需在同一竖直平面内摆动，不能形成圆锥摆。
　（3）实验的误差来源主要是周期，测量时，除用累积法外，还应从摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。
　（4）为了减小误差，处理实验数据，还可以用图像法，即根据几组T、L的值，画出T2-L的图像，求得直线的斜率k，即得。
七、典型问题
问题1:简谐运动中各物理量的变化特点
简谐运动涉及到的物理量较多，但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或间接关系：
例1． 有一弹簧振子做简谐运动，则 （ ）
A．加速度最大时，速度最大 B．速度最大时，位移最大
C．位移最大时，回复力最大 D．回复力最大时，加速度最大
例2．如图所示，质量为m的小球放在劲度为k的轻弹簧上，使小球上下振动
而又始终未脱离弹簧。（1）最大振幅A是多大？
（2）在这个振幅下弹簧对小球的最大弹力Fm是多大？
问题2：简谐运动的对称性
简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等均是等大（位移、回复力、加速度的方向相反，速度的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。
理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。
例3．如图所示。弹簧振子在振动过程中，振子经a、b两点的速度相同，若它从a到b历时0.2s,从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为：
A．1Hz; B．1.25Hz; C．2Hz; D．2.5Hz.
例4．如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。现将重球（视为质点）从高于位置a的c位置沿弹簧中轴线自由下落，弹簧被重球压缩到最低位置d。以下关于重球运动过程的正确说法应是：
A．重球下落压缩弹簧由a至d的过程中，重球一直做减速运动。
B．重球下落至b处获得最大速度。
C．重球下落至d处获得最大加速度。
D．由a至d过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由c下落至d处重力势能减少量。
问题3：简谐运动的周期性
简谐运动具有周期性，其运动周期T的大小由振动系统本身的性质决定。理解了这一点，在解决相关问题时就不易出错。
例5．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T。求该气球此时离海平面的高度h。把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。
例6．一弹簧振子作简谐运动，周期为T ，则下列说法中正确的是：
A．若t时刻和(t+△t)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则△t一定等于T的整数倍；
B．若t时刻和(t+△t)时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则△t一定等于T/2的整数倍；
C．若△t=T，则在t时刻和(t+△t)时刻振子运动的加速度一定相等；
D．若△t=T/2 ，则在t时刻和(t+△t)时刻弹簧的长度一定相等。
问题4：简谐运动图象
简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律，因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。
例7．如图，若质点在A对应的时刻，则其速度v、加速度a的大小的变化情况为：
A．v变大，a变小 B．v变小，a变小
C．v变大，a变小 D．v变小，a变大
例8．一水平弹簧振子，规定水平向右为正方向。它的振动图象如图所示，则：
A．图中A点对应的时刻，振子所受弹力方向水平向右
B．图中A点对应的时刻，振子的速度方向水平向右
C．在0～4s内振子作了1．75次全振动
D．在0～4s内振子通过的路程为0．35cm，位移为0
问题5：证明简谐运动
例9（07江苏）如图所示，带电量分别为4q和－q的小球Ａ、Ｂ固定在水平放置的光滑绝缘细杆上，相距为d。若杆上套一带电小环Ｃ，带电体Ａ、Ｂ和Ｃ均可视为点电荷。
（１）求小环Ｃ的平衡位置。
（２）若小环Ｃ带电量为q，将小环拉离平衡位置一小位移x(∣x∣<（３）若小环Ｃ带电量为－q，将小环拉离平衡位置一小位移x(∣x∣<（提示：当<<1时，则 ）
问题6：机械振动与机械能综合问题
例10．如图所示为一单摆的共振曲线，求：
①该单摆的摆长约为多少？（近似认为g=m/s2）
②共振时摆球的最大速度大小是多少？
③若摆球的质量为50克，则摆线的最大拉力是多少？
问题7：根据共振的条件分析求解相关问题。
例11．如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有 a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有：
A．各摆的振动周期与a摆相同
B．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大
C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长
D．各摆均做自由振动
例12．如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz.现匀速转动摇把，转速为240r/min。（1）当振子稳定振动时，它的振动周期是多大？（2）转速多大时，弹簧振子的振幅最大？
问题8：用单摆测定重力加速度。
例13．（上海物理卷18）有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成．两个单摆摆动平面前后相互平行．
（1）现测得两单摆完成 50 次全振动的时间分别为 50.0 s 和 49.0 s，则两单摆的周期差＝_______s；
（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置， 由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165s，则在短摆释放_____________s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向______________（填方向）通过___________（填位置）；
（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是________________________________________________________________________________。
例14．（四川理综卷22（1））在“用单摆测定重力加速度”的实验中，①测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为_____________；②测周期时，当摆球经过______________位置时开始计时并计数l次，测出经过该位置N次（约60~100次）的时间为t，则周期为______________。
此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）。
A．天平；B．刻度尺；C．弹簧秤；D．电磁打点计时器；E．带夹子的重锤；F．纸带；G．导线若干；H．铁架台；I．低压交流电源；J．低压直流电源；K．小车；L．螺旋测微器；M．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）。
所选器材（只填器材序号）
简述实验方法（不要求写出具体步骤）
示例
B、D、E、F、G、H、I
安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果。
实验设计
（二）机械波
一、知识网络
二、知识要点及典型例题
（一）、波的图象及应用
（1）波速v：运动状态或波形在介质中传播的速率；同一种波的波速由介质决定。
注：在横波中，某一波峰（波谷）在单位时间内传播的距离等于波速。
（2）周期T：即质点的振动周期；由波源决定。
（3）波长λ：在波动中，振动位移总是相同的两个相邻质点间的距离。
注：在横波中，两个相邻波峰（波谷）之间的距离为一个波长。
结论：
（1）波在一个周期内传播的距离恰好为波长。
由此：①v=λ/T=λf；λ=vT. ②波长由波源和介质决定。
（2）质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变。
（3）相隔波长整数倍的两质点，振动状态总相同；相隔半波长奇数倍的两质点，振动状态总相反。
（4）波的图象中，波的图形、波的传播方向、某一介质质点的瞬时速度方向，这三者中已知任意两者，可以判定另一个。（口诀为“上坡下，下坡上” ；或者“右上右、左上左）
二、波的干涉、衍射、多普勒效应
（1）波的干涉
条件：两列机械波的频率必须相同、相差恒定。
干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：
①最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ
②最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即
现象：在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。
（2）波的衍射
①波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。
②能够发生明显的衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。
（3）多普勒效应
当波源或者接受者相对于介质运动时，接受者会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。
①当波源以速率v匀速靠近静止的观察者A时，观察者“感觉”到的频率变大了。但不是“越来越大”。
②当波源静止，观察者以速率v匀速靠近波源时，观察者“感觉”到的频率也变大了。
③当波源与观察者相向运动时，观察者“感觉”到的频率变大。
④当波源与观察者背向运动时，观察者“感觉”到的频率变小。
典型问题
1、波的形成及描述
例1、关于波下列说法正确的是（ ）
A．质点振动方向总是垂直于波传播的方向
B．波在传播的过程中，沿波的传播方向上的介质质点依次做受迫振动
C．如果振源停止振动，在介质中传播的振动也立即停止
D．物体做机械振动，一定产生机械波
例2、是一列简谐横波在某时刻的波形图，已知图中b位置的质点起振比a位置的质点晚0.5s，b和c之间的距离是5m，则此列波的波长和频率应分别为
A．5m，1Hz B．10m，2Hz
C．5m，2Hz D．10m，1Hz
2、波的图象的画法及波动图象于振动图象的联系
例3、如图，在均匀介质中有一振源S，它以50Hz的频率上下振动，该振动以40m/s的速度沿弹性绳向左右两边传播，t＝0时刻S的速度方向向下，试画出在t＝0.03s时刻的波形图。
3、波的传播问题
例4、如图所示，是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，并且此时波沿x轴正方向传播到x=2.5cm处，已知从t=0到t=1.1s时间内，P点第三次出现在波峰位置，则P点的振动周期是_____S，经过______S另一质点Q第一次到达波峰。
4、波的问题的多解性
例5、如图，实线是一列简谐波在某一时刻的波形图，虚线是0.2S后它的波形图，这列波可能的传播速度是_______ __。
5、波的干涉
例6、如图所示，S1、S2是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有 （ ）
A.该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱
B.该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强
C. a质点的振动始终是最弱的， b、c、d质点的振动始终是最强的
D.再过T/4后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱
6、波的衍射
例7、图中是观察水面波衍射的实验装置，AC和BD是两块挡板，AB是一个孔，O为波源，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）之间距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列描述正确的是：
A．此时能明显观察到波的衍射现象
B．挡板前后波纹间距离相等
C．如果将孔AB扩大，有可能观察不到明显的衍射现象
D．如果孔的大小不变，使波源频率增大，能更明显地观察到衍射现象
6、多普勒效应
__________________________________________________，这种现象叫多普勒效应。
①当波源以速率v匀速靠近静止的观察者A时，观察者“感觉”到的频率_________。
②当波源静止，观察者以速率v匀速靠近波源时，观察者“感觉”到的频率________。
③当波源与观察者相向运动时，观察者“感觉”到的频率_______。
④当波源与观察者背向运动时，观察者“感觉”到的频率________。
例8、a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波。a、b若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是
A．a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高
B．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高
C．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低
D．a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高
例9、（全国理综II卷16）频率一定的声源在空气中向着静止的接收器匀速运动。以u表示声源的速度，V表示声波的速度（u＜V），v表示接收器接收到的频率。若u增大，则（　）
A．v增大，V增大 B．v增大，V不变
C．v不变，V增大 D．v减少，V不变
7、解释生活中的自然现象
闻其声而不见其人是声波的 现象。
夏日雷声隆隆，是声波的 现象。
围绕发声的音叉走一圈，听到声音忽强忽弱，是声波的 现象。
在墙外听到墙内的人讲话，这是声波的 现象。
在由同一声源带动的两个扬声器之间走动时，听到声音时强时弱，这是声波 现象。
在路边听迎面驶来的汽车的鸣笛声与在汽车上的驾驶员听到的声音不一样是声波的 。
高速公路边上的测速仪是利用超声波的 。
二、电磁振荡和电磁波
[复习课时]2节课
[复习建议]本章是了解层面的要求，对于电磁振荡还必须象新授课一样把一个周期的过程讲清楚，其余的内容以掌握教材为主。
[复习内容]
一、本章知识脉络
二、知识要点及典型例题
（一）电磁波的发现
一、麦克斯韦电磁理论
1．变化的磁场能在周围空间产生电场，变化的电场能在周围空间产生磁场。
2．均匀变化的磁场（B是t的一次函数）只能产生恒定的电场，均匀变化的电场产生恒定的磁场。
恒定的磁场不能产生电场，恒定的电场也不能产生磁场。
3．非均匀变化的磁场才能产生变化的电场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场。
振荡（按正弦规律变化）的磁场产生同频率振荡的电场，反之也然。
【例1】右图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（ ）
A．小球对玻璃环的压力不断增大
B．小球受到的磁场力不断增大
C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D．磁场力一直对小球不做功
分析：因为玻璃环所处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力：环的弹力N和磁场的洛仑兹力f，而且两个力的矢量和始终提供向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力和洛仑兹力不一定始终在增大。洛仑兹力始终和运动方向垂直，所以磁场力不做功。正确为CD。
二．电磁波
1．麦克斯韦预言：非均匀变化的电场和非均匀变化的磁场交替产生、由近及远在空间传播时，在周围空间存在电磁波。
2．赫兹第一个证实并观察到了电磁波的存在。
3．特点：（1）电磁波是横波；
（2）电磁波在空间传播不需要介质，可以在真空中传播；
（3）在真空中，电磁波传播的速度为光速C=3.0×108m/s；
（4）电磁波在空间传播时，在任一位置（或时刻），E、B和V三者两两垂直，且E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化；
（5）电磁波传播的过程，也是电磁场能量的传播过程。
（二）电磁振荡
1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。
2．振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。LC振荡电路是最简单的振荡电路，它是由线圈L和电容C组成的电路。
3．LC回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所示。
4．振荡过程中各物理量的变化：
（1）放电过程：Q变小， E变小，E电变小；
I变大，B变大，E磁变大，能量由电场能向磁场能转化。
（2）放电完毕（也即反向充电开始）：Q=0，E=0，E电=0；
I最大，B最大，E磁最大，电场能全部转变成磁场能。
（3）反向充电过程：Q变大， E变大，E电变大，E方向改变；
I变小，B变小，E磁变小，能量由磁场能向电场能转化。
（4）充电完毕：Q最大，E最大，E电最大；
I=0，B=0，E磁=0，磁场能全部转变成电场能。
5．电磁振荡的周期和频率：
（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。
公式：
影响因素：电容器的正对面积、板间距离、电介质；
电感线圈的大小、形状、匝数以及有无铁心。
（2）频率：1s内完成的周期性变化的次数叫做频率。
公式：
（3）在一个周期内，电容器充、放电各一次；
E、B、I方向各改变一次。
注意：（1）LC回路的T、f只与电路本身性质L、C有关
（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。
分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：
⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。
⑵回路中电流越大时，L中的磁场能越大（磁通量越大）。
⑶极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。
LC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。
6．等幅振荡：如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡的振幅保持不变，这样的电磁振荡称为等幅振荡。
实际的振荡电路都有电阻，电路中有一部分能量会转化为内能；另外一部分能量以电磁波的形式向外辐射能量。因此，振荡电路中的能量会逐渐减少，直到停止。
如果适时通过晶体管等电子器件为LC电路补充能量，可得到等幅振荡。
【例2】 某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图所示。则这时电容器正在_____（充电还是放电），电流大小正在______（增大还是减小）。
解：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大，
所以磁场能减小，电流在减小。
【例3】右边两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，电感都是L=9×10－4H，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14×10－4s时刻，C1的上极板正在____电（充电还是放电）,带_____电（正电还是负电）；L2中的电流方向向____(左还是右)，磁场能正在_____（增大还是减小）。
解：先由周期公式求出=1.2π×10－4s， t=3.14×10－4s时刻是开始振荡后的。再看与左图对应的q-t图象（以上极板带正电为正）和与右图对应的i-t图象（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图象。在时刻，从左图对应的q-t图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的i-t图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。
（三）无线电波的发射和接收
1．电磁波的发射
（1）有效发射电磁波的条件：
1）要有足够高的振荡频率。频率越高，发射电磁波的本领越大。
2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
（2）实际的开放电路：线圈的一端用导线与大地相连，叫做地线；
线圈的另一端与高高架在空中的天线相连。
（3）调制：使电磁波随各种信号（如：声音、图象等）而改变的技术叫做调制。
调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变，这种调制叫做调幅（AM）。
调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变，这种调制叫做调频（FM）。
2．电磁波的接收
（1）接收原理：电磁波在传播时，如果遇到导体（接收天线），会使导体中感应出电流。
（2）电谐振：调节接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。相当于机械振动中的共振。
调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。
解调：从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程。
调幅波的解调叫做检波。
（3）接收过程：调谐→解调→放大→显示器（扬声器）
（四）电磁波的应用
１．电视
在电视发射端，由摄像管摄取景物并将景物反射过来的光转化为电信号。
在电视接收端，由电视接收机的显像管把电信号还原成景物的像。
2．雷达
雷达是利用无线电波来测定物体的位置的无线电设备。
原理：电磁波遇到障碍物时要发生反射，被雷达接收。
工作过程：雷达向某一方向发射无线电波时，在显示器的荧光屏上呈现发射的尖形波；无线电波遇到障碍物反射回来，被雷达接收，在显示器的荧光屏上出现第二个尖形波。根据两个尖形波间的距离。可得到障碍物到雷达站的距离，再根据发射无线电波的方向和仰角，便可判定障碍物的位置。
3．移动电话
4．因特网
【例4】 一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该______（增大还是减小）电感线圈的匝数。
解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。由公式可知，L、C越小，f越大。当调节C达不到目的时，肯定是L太大，所以应减小L，因此要减小匝数。
【例5】 某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHZ，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间Δt=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为______m。
解：由s= cΔt=1.2×105m=120km。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km。由c= fλ可得λ= 0.1m
【例6】“神州五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为 M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10－11Nm2/kg2）
解：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即，代入，h=3.59×107m。最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为t=2×2h/c=0.48s。
（五）电磁波谱
1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱，叫电磁波谱。
2．不同电磁波的产生机理、特性和用途
三、光
[复习课时]5课时
[复习内容]
光的折射
一、反射定律
二、折射定律：入射角的正弦跟折射角的正弦成正比．如果用n来表示这个比例常数，就有也叫斯涅耳定律．
三、折射率
1、折射率的定义：光从一种介质射入另一种介质时，虽然入射角的正弦跟折射角的正弦之比为一常数n，但是对不同的介质来说，这个常数n是不同的．这个常数n跟介质有关系，是一个反映介质的光学性质的物理量，我们把它叫做介质的折射率．
2、对折射率的几点说明
a.若光从介质进入真空.则入射角正弦与折射角正弦之比=
b.光从空气进入介质近似于光从真空进入介质
c.介质对真空的折射率也叫绝对折射率，简称折射率.若光从水中进入玻璃中，则入射角正弦与折射角正弦之比叫玻璃对水的折射率.也叫相对折射率.若水为介质Ⅰ，玻璃为介质Ⅱ,则写作n21=
3.折射率的决定因素
a.光折射的原因是：光在不同介质中的速度不同.
b.折射率n的决定式：n=
c.n＞1
d.仿照n=可写出相对折射率n21===
【例1】 如图所示，一束光线以60°的入射角射到一水平放置的平面镜上，反射后在正上方与平面镜平行的光屏上留下一光点P 。现将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上，如图中虚线所示，则进入透明体的光线经平面境反射后再从透明体的上表面射出，打在光屏上的光点P′与原来相比向左平移了3.46cm ，已知透明体对光的折射率为。
（1）作出后来的光路示意图，标出P′ 位置；
（2）透明体的厚度为多大？
（3）光在透明体里运动的时间多长？
解析 （1）光路示意图如图所示（注意出射光线平行，各处光线的箭头）
（2）由sinα = n sinβ ， 得β=30°
设透明体的厚度为d ，由题意及光路有
2 d tan60° ―2 d tan30° = △s
解得d =1.5cm
（3）光在透明体里运动的速度
v =
光在透明体里运动的路程
∴　光在透明体里运动时间s = 2×10－10 s
【例2】（07江苏）如图所示，巡查员站立于一空的贮液池边，检查池角处出液口的安全情况。已知池宽为Ｌ，照明灯到池底的距离为Ｈ。若保持照明光束方向不变，向贮液池中注入某种液体，当液面高为Ｈ／２时，池底的光斑距离出液口Ｌ／４。
（１）试求当液面高为２Ｈ／３时，池底的光斑到出液口的距离x。
（２）控制出液口缓慢地排出液体，使液面以v0的速率匀速下降，试求池底的光斑移动的速率v x 。
四、视深问题
分析光的折射时，一般需作出光路图，以便于应用折射定律及光路图中提供的几何关系来解答。在实际应用中，常见的方法是①三角形边角关系。②近似法，即利用小角度时，θ≈tanθ≈sinθ的近似关系求解。
【例3】某水池实际深度是h，垂直于水面往下看视深度为多少？（水的折射率为n）
解析：设入射角i，折射角r，由几何关系可知，
，
因为i、r很小，所以sini=tani， tanr=tanr
由折射定律 ：
所以：
第二节、全反射
1．全反射现象．
光传播到两种介质的界面上时，通常要同时发生反射和折射现象，若满足了某种条件，光线不再发生折射现象，而全部返回到原介质中传播的现象叫全反射现象．
2．发生全反射现象的条件．
(1)光密介质和光疏介质．
(2)临界角C．折射角等于90°时的入射角叫做临界角，用符号C表示．光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角，根据折射定律可得：
(3)发生全反射的条件．
①光从光密介质进入光疏介质；
②入射角等于或大于临界角．
【例1】某棱镜顶角θ=41.30°，一束白光以较大的入射角从棱镜的一个侧面射入，通过棱镜后从另一个侧面射出，在光屏上形成由红到紫的彩色光带如右图所示，当入射角i逐渐减小到零的过程中，彩色光带变化情况是（ ）
色光
紫
蓝
绿
黄
橙
红
折射率
1.532
1.528
1.519
1.517
1.514
1.513
临界角
40.75°
40.88°
41.17°
41.23°
41.34°
41.37°
A．紫光最先消失，最后只剩下橙光、红光
B．紫光最先消失，最后只剩下黄光、橙光和红光
C．红光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和蓝光
D．红光最先消失，最后只剩下紫光、靛光和蓝光和绿光
解析：屏上的彩色光带最上端为红色，最下端为紫色，当入射角i减小时，光线在棱镜右侧面的入射角变大，因紫光临界角最小，所以紫光最先达到临界而发生全反射，故紫色最先在屏上消失，当入射角减小到i′=0时，仅剩下红光和橙光未达到临界角而射出，到达光屏，故选A。
【例2】 在一个圆形轻木塞的中心插上一根大头针，然后把它倒放在水面上，调节针插入的深度，使观察者不论在什么位置都刚好不能看到水下的大头针，如图所示，量出针露出的长度为d，木塞得半径为r，求水的折射率。
解析：当调节针插入的深度后，使观察者不论在什么位置都刚好 不能看到水下的大头针时，表明此时A点发出的光线发生了全反射。
如图所示，
从A 点发出的光到达B点恰好以临界角C入射，因此sinC=1/n，
在AOB中tanC=r/d，
而，
所以n=
【例3】（07海南卷）如图，置于空气中的一不透明容器中盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将一光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可能看到线光源底端。再将线光源沿同一方向移动8.0cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。
第三节、光的干涉
1、干涉条件：相干光源
2、干涉图样：中央亮条纹、明暗相间、间距相等的条纹
3、图样分析：
（1）光屏上出现亮条纹（或暗条纹）的条件：
亮条纹： （n=0、1、2、3…）
暗条纹：（n=0、1、2、3…）
（2）相邻的亮条纹（或暗条纹）的间距：
4、应用：
（1）测波长：
（2）白光的双缝干涉图样分析：明暗相间的彩色条纹
【例1】能产生干涉现象的两束光是（ ）
A．频率相同、振幅相同的两束光
B．频率相同、相位差恒定的两束光
C．两只完全相同的灯光发出的光
D．同一光源的两个发光部分发出的光
解析：只有频率相同、相差恒定、振动方向相同的光波，在它们相遇的空间里能够产生稳定的干涉，观察到稳定的干涉图样，但是，光波并不是一列连续波，它是由一段段不连续的具有有限长度的所谓“波列”组合而成的，并且波动间的间歇也是不规则的。两个独立光源发出的光，即使是“频率相同的单色光（实际上严格的单色光并不存在），也不能保持有恒定的相差。因此，为了得到相干光波，通常是把同一光源发出的一束光分成两束。杨氏双缝干涉实验中，所以在光源和双缝间设置一个狭缝，就是让点光源发出的一束光，先经第一个缝产生衍射，使得由双缝得到的两束光成为相干光波。
光源发光是以原子为发光单位的，由前面分析可知，我们无法使两只完全相同的灯泡、同一光源的两个发光部分发出频率相同、相差恒定的光。这样的光源不会产生稳定的干涉现象，无法观察到干涉图样。所以应选B。
【例2】 (1997·全国)在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹．若在双缝中 的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝 前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时( )．
　A．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失
　 B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其他颜色的干涉条纹依然存在
　 C．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
　D．屏上无任何光亮
【例3】用单色光做双缝干涉实验，下列说法中正确的是 （ ）
A．相邻干涉条纹之间的距离相等
B．中央明条纹宽度是两边明条纹宽度的2倍
C．屏与双缝间距离减小，则在屏上条纹间距增大
D．在实验装置不变的情况下，红光的条纹间距小于蓝光的条纹间距
第四节、光的颜色 色散
一、光的颜色 色散1、白光双缝干涉条纹特点：
（1）彩色条纹
（2）中央明条纹是白色的
2光的色散：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象
3人眼视网膜上的两种感光细胞
（1）视杆细胞：对光敏感，不能区分不同波长（频率）的光
（2）视锥细胞：对光敏感度不如视杆细胞，但能区分不同波长（频率）的光。
4、波速、波长和频率的关系：波速等于波长和频率的乘积，这个关系对一切波都是适用的．不同的色光在真空中的传播速度相同，所以波长不同的色光，它们的频率也不同：波长越长，频率越小；波长越短，频率越大．二、薄膜干涉中的色散1、一束光经薄膜的两个表面反射后，形成的两束反射光产生的干涉现象叫薄膜干涉．2、在薄膜干涉中，前、后表面反射光的路程差由膜的厚度决定，所以薄膜干涉中同一明条纹（暗条纹）应出现在膜的厚度相等的地方．由于光波波长极短，所以微薄膜干涉时，介质膜应足够薄，才能观察到干涉条纹．
3、用手紧压两块玻璃板看到彩色条纹，阳光下的肥皂泡和水面飘浮油膜出现彩色等都是薄膜干涉．
薄膜干涉的应用（一）
——检查表面的平整程度
如果被检表面是平的，产生的干涉条纹就是平行的,如图（b）所示；如果观察到的干涉条纹如图（c）所示，则表示被检测表面微有凸起或凹下，这些凸起或凹下的地方的干涉条纹就弯曲。从弯曲的程度就可以了解被测表面的平整情况。这种测量精度可达10-6cm。
（2）薄膜干涉的应用（二）
——增透膜在透镜或棱镜的表面上涂上一层薄膜(一般用氟化镁)。当薄膜的厚度适当时，在薄膜的两个表面上反射路程度恰好等于半个波长，因而互相抵，这就大大减小光的反射损失，增强了透射光的强度，这种薄膜叫增透膜。
薄膜的厚度至少是入射光在薄膜中波长的1/4。因为人眼对绿光最敏感，所以一般增强绿光的透射，即薄膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4。由于其它色光不能被有效透射，故反射较强，这样的镜头呈淡紫色。
三、折射时的色散
1、三棱镜――横截面为三角形的三棱柱透明体称三棱镜。
三棱镜对光线的作用：
① 光密三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向底面偏折。
② 光疏三棱镜：当光线从一侧面射入，从另一侧面射出时，光线两次均向顶角偏折。
③ 全反射棱镜（等腰直角棱镜）：当光线从一直角边垂直射入时，在斜边发生全反射，从另一直角边垂直射出。当光线垂直于斜边射入时，在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出。
三棱镜成像：当物体发出的光线从三棱镜的一侧面射入，从另一侧面射出时，逆着出射光线可以看到物体的虚像。
2、一束白光经过棱镜后会发生色散。白光经过棱镜后在光屏上形成一条彩色的光带，红光在上端，紫光在最下端，不同色光通过棱镜的后的偏折角度不同石因为棱镜材料对不同色光的折射率不同．
由n=c/v知；在同一物质中，不同波长的光波的传播速度不一样，波长越短（频率越大），波速越慢。例题：
1、下列现象属于薄膜干涉的有: （ ）
A.在水面上的油膜呈现的彩色花纹;
B.雨后天空中呈现的彩虹;
C.阳光下通过三棱镜得到的彩色条纹
D.肥皂泡上呈现的彩色环纹。
2、用单色光照射肥皂薄膜:（ ）
A.看到的干涉图样是明暗相间的条纹;
B.从光源发出的光与肥皂膜表面反射的光发
生干涉,形成干涉图样。
C.一束入射光从薄膜的前表面和后表面分别
反射出来,形成两列波,这两列波频率相同,
所以可以产生干涉;
D.若改用白光照射则看不到干涉条纹。
3、如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯。往火焰上洒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图象应是下图中的（ ）
4、如右图是用干涉法检查某种厚玻璃的上表面是否平的装置，所用单色光是用普通光源加滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由哪两个表面反射的光叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面
B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面　
5、劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示。将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图下所示。干涉条纹有如下特点：⑴任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；⑵任意相邻明条纹或暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图上装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹将（ ）
A.变疏????? B.变密????? C.不变????? D.消失
6、有关光学仪器上镜头的增透膜，下列说法正确的是：A．增透膜是为了减少光的反射损失而增强透光的强度；B．增透膜的厚度等于入射光在真空中波长的；C．增透膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的；
D．因为增透膜厚度一般选适合绿光反射相互抵消的厚度，红光紫光反射不能完全抵消的厚度，所以涂有增透膜的镜头呈淡紫色。
7、将波长为λ的单色光从空气垂直入射到折射率为n的透明介质膜上，要使透射光得到加强，薄膜的厚度最少应为（ ）
A，λ/4n； B，λ/2n； C，λ/4； D，λ/2
第五节、光的衍射、光的偏振、激光
一、、光的衍射现象
1、现象：光绕过障碍物的现象。
2、意义：光的衍射现象进一步表明光是波。
3、条件：从理论上讲衍射是无条件的，但需发生明显的衍射现象，其条件是阻碍物（或孔）的尺寸与光波可比（接近光波长或小于光波长）。
4、单缝衍射：光通过单缝照射到屏上时，屏上将出现“有明有暗，明暗相间”的衍射条纹，与双缝干涉的干涉条纹不同的是：干涉条纹均匀分布，而衍射条纹的中央明纹较宽，较亮。
5、泊松亮斑：光照射到不透光的小圆板上时，在圆板阴影中心处出现的衍射亮斑。
6、光的衍射和光的直进的辩证关系
光是一种波，遇到障碍物时不可避免地要发生衍射现象，但在一般情况下，障碍物的尺寸比光的波长大的多，衍射现象很不明显。当衍射现象可以忽略时，可以认为光是沿直线传播的。
7、 光的干涉和衍射的联系与主要区别
联系：本质上都是波的叠加形成的结果.干涉只是两束光的叠加,而衍射是无数光线的叠加.
区别：（1）干涉图样中亮暗条纹数较多，而衍射图样中亮暗条纹数较少；
（2）干涉图样中亮条纹的光强几乎相等，而衍射图样中光强随着级数的增大迅速衰减；
（3）双缝干涉图样中亮暗条纹的宽度都是相等的，而单缝衍射图样中中央亮纹较宽，两侧亮纹较窄。
例1.在做单缝衍射实验中，下列说法中正确的是：（ ）
A.将入射光由黄色换成绿色，衍射条纹间距变窄
B.使单缝宽度变小，衍射条纹间距变窄
C.换用波长较长的光照射，衍射条纹间距变宽
D.增大单缝到屏的距离，衍射条纹间距变宽
例2.（01.全国）某同学以线状白炽灯为光源，利用游标卡尺两测脚间形成的狭缝观察光的衍射现象后，总结以下几点，你认为正确的是：（ ）
A.若狭缝与灯泡平行，衍射条纹与狭缝平行
B.若狭缝与灯泡垂直，衍射条纹与狭缝垂直
C.衍射条纹的疏密程度与狭缝的宽度有关
D.衍射条纹的间距与光的波长有关
例3.一光源射出的光线穿过一个周围不透光的圆孔后射到光屏上，当圆孔由大逐渐变小时，先在光屏上得到一个光斑，孔再小时，屏上生成倒立的光源的像，这是由于 的缘故，孔继续缩小，屏上得到一些亮暗相间的圆环，这是光的 现象。
二、光的偏振现象
1、偏振片一种特殊的光学器件，由特定的材料制成。它上面有一个特殊的方向（透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。
2、几个概念
（1）自然光——沿各个方向均匀分布振动的光
（2）偏振光——沿着特定方向振动的光
（3）起偏器——自然光通过后变为偏振光的偏振片
（4）检偏器——检测投射光是否为偏振光的偏振片
3、自然光与偏振光：沿着各个方向振动的强度均相同的光称自然光；只沿某一特定方向振动的光称偏振光。
4、偏振现象：自然光经过某一偏振片（起偏器）A后即变为偏振光；若再使光经过另一偏振片（检偏器）B并逐渐转动偏振片B使A与B的偏振化方向相互垂直，则光就完全不能透过偏振片B。这样的现象叫做光的偏振现象。
5、意义：光的偏振现象充分表明光波是横波。因为偏振现象是横波所特有的现象。
【例1】如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。这个实验表明（ ）
A. 光是电磁波
B. 光是一种横波
C. 光是一种纵波
D. 光是概率波
【解析】B（光的偏振现象说名光是横波）
三、激光
1、什么是激光？
光是从物质的原子中发射出来的，原子获得能量后处于不稳定状态，它会以光子的形式将能量发射出去。
2、激光的特性
(1)高相干性----频率相同，相位恒定
(2)高定向性 ----平行度好(3)高单色性----频率单一
(4)高亮度　高功率----能量在很小的空间，很短时间内集中3、激光的应用
由于激光的特殊性质，它在生产、技术、生活等很多领域有着广泛的应用。（1）加工领域：
数控激光切割雕刻机激光焊接机；激光打标机（2）医疗领域
激光在医疗领域中也有广泛的应用
医疗诊断
激光治疗包括：辐照、烧灼、汽化、光刀切割以及光针针灸等。激光美容 （3）军事领域 军事激光技术几十年来发展迅速，目前已在制导、探测、通信和致盲等方面应用，高能的激光武器也在研制之中。从发展趋势看，军事激光技术必将对现代战争带来重大影响。
激光武器
激光武器用于杀伤敌重武器装备时，需要较高的能量，通常称为高能激光武器或称激光炮。目前美国已研制出机载和车载激光炮。激光炮的威力强大，命中率极高。激光测距与激光雷达 （4）生活领域
激光条码机；激光唱片（5）科研领域：激光控制核聚变
第六节、用双缝干涉测光的波长
1、实验目的
观察双缝干涉现象。
学会利用双缝干涉测定光波波长的方法。
2、实验原理
如图实所示，灯丝发出的光，经过滤光片后变成单色光，单色光通过单缝S，这时单缝S相当于一单色光源，光波同时达到双缝S1和S2， S1、S2双缝相当于两个步调完全一致的单色相干光源，通过S1、S2后的单色光在屏上相遇并叠加．当路程差 （k=0、1、2…）时，在P1点叠加时得到明条纹；当路程差 （k=0、1、2…）时，在P2点叠加时得到暗条纹．相邻两条明条纹间距Δx，与入射光波长λ，双缝S1、S2间距d及双缝与屏的距离L有关，其关系式为：Δx=λ，只要测出l、d、Δx，根据这一关系就可求出光波波长λ.
3、测量方法
参见课本上的有关示意图，两条相邻明（暗）条纹间的距离Δx1用测量头测出．测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，分划板会左、右移动．测量时，应使分划板中心刻线对齐条纹的中心，记下此时手轮上的读数a1，转动手轮，使分划板向一侧移动，当分划板中心刻线对齐另一条相邻的明条纹中心时，记下手轮上的刻度数a2，两次读数之差就是相邻两条明条纹间的距离，即Δx=|a1－a2|．
Δx很小，直接测量时相对误差较大，通常测出n条明条纹间距离a，再推算相邻两条明（暗）条纹间的距离，即条纹宽度Δx=.
4、实验注意事项
单缝与双缝的距离大约为5—10cm，且相互平行。
单缝、双缝的中心应大致位于遮光筒的轴线上。
测n条亮纹之间的距离a时，分划线应在条纹的中心。
计算相邻的亮（或暗）条纹的间距时，应注意
【例1】如图所示是双缝干涉实验装置，屏上O点到双缝S1、S2的距离相等。当用波长为0.75μm的单色光照射时，P是位于O上方的第二条亮纹位置，若换用波长为0.6μm的单色光做实验，P处是亮纹还是暗纹？在OP之间共有几条暗纹？
解：当用波长为λ1=0.75μm单色光时P为O上方第二条亮纹，所以P到双缝S1、S2的距离差△r=2λ1=2×0.75μm=1.5μm.改用λ2=0.6μm.的单色光时，路程差△r=λ2，所以P为暗纹，从O到P路程差由零逐渐增大，必有路程差为和λ2的两点，即OP之间还有两条暗纹。
【例2】用红光做光的双缝干涉实验，光屏上出现明、暗相间直间距均匀的红色的干涉条纹，今用不透光的障碍物堵起一条缝，则屏上（ ）
A．一片黑暗； B．一片红色；
C．仍然是红色的干涉条纹，只是亮相减弱；
D．仍然是明、暗相间的红色条纹，但条纹间距不相同
解：堵起一条缝后红光只能透过单缝而射到屏上发生单缝衍射现象，也应将在屏上产生明、暗相间的红色条纹，只是单缝衍射所产生的衍射条纹间距不均匀，由此知：此例应选D。
1、07广东卷关于光的性质，下列说法正确的是
A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度
B．双缝干涉说明光具有波动性
C．光在同种介质种沿直线传播
D．光的偏振现象说明光是纵波
2、07江苏卷光的偏振现象说明光是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是
A、一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B、一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是900时，反射光是偏振光
C、日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
D、通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到秋色条纹
3、07全国卷Ⅱ如图，P是一偏振片，P的透振方向（用带箭头的实线表示）为竖直方向。下列四种入射光束中哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光？
A、太阳光 B、沿竖直方向振动的光
C、沿水平方向振动的光 D、沿与竖直方向成450角振动的光
4．某同学在做“用双缝干涉测光的波长”实验时，第一次分划板中心刻度对齐A条纹中心时（图1），游标卡尺的示数如图2所示，第二次分划板中心刻度对齐B条纹中心时（图3），游标卡尺的示数如图4所示，已知双缝间距离为0.05mm双缝到屏的距离为1m，则图2中游标卡尺的读数为______mm，则图4中游标卡尺的读数为_______mm。实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是_______。所测光波的波长为_________m。（保留两位有效数字）
四、相对论
[复习课时]2节课
[复习建议]本章属于了解性的内容，学生只要将教材上的内容掌握就行了，但由于学生对这部分难理解，且不能与其他知识综合运用，所以容易遗忘，新授到现在已隔了好长时间，所以要用2节课复习，并让学生将教材上的题完成。
[复习内容]
一、相对论的诞生
19世纪末期在物理学明朗的天空中还有两朵乌云，其中一朵与黑体辐射有关，另一朵与光的速度有关。
1．经典的相对性原理（伽利略相对性原理）：
（1）惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系。相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。
在不同的惯性系中观察，同一物体的运动情况可能不同。
（2）伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。
也就是说：在一个惯性系内进行的任何力学实验，都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀素直线运动。
或者说：任何惯性系都是平权的。
2．相对性原理与电磁规律
只有牛顿运动定律并不能求出某个物体在未来某时刻的速度，还必须知道运动的初始条件。例如：求平抛运动的末速度，必须知道抛射的初速度。
对于电磁波，根据麦克斯韦电磁理论，可以直接得到真空中电磁波的速度，而并不需要初始条件。即：电磁波在真空中的传播速度肯定是C。
麦克耳孙-莫雷实验：
（1）现象：不论光源与观测者做怎样的相对运动，光速都是一样的。
（2）意义：说明麦克斯韦电磁理论对任何惯性系都是一样的。
3．爱因斯坦狭义相对性原理的两个基本假设：
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律（不论力学规律还是电磁规律）都是相同的。
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的。即光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。
二、时间和空间的相对性
1．同时的相对性：指两个事件，在一个惯性系中观察是同时的，但在另外一个惯性系中观察却不再是同时的。
2．长度的相对性：指相对于观察者运动的物体，在其运动方向的长度，总是小于物体静止时的长度。而在垂直于运动方向上，其长度保持不变。
长度收缩公式： （注意：各字母的含义？）
3．时间间隔的相对性：指某两个事件在不同的惯性系中观察，它们发生的时间间隔是不同的。
公式表示：
式中：表示与物体相对静止的观察者测得的时间间隔
表示与物体相对运动的观察者测得的时间间隔
V表示观察者与物体之间的相对速度
意义：动钟变慢（或称时间膨胀）。
实验验证：μ子的存在。
4．相对论的时空观
经典物理学的时空观（牛顿物理学的绝对时空观）：时间和空间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间没有任何联系。
相对论的时空观（爱因斯坦相对论的相对时空观）：空间和时间都与物质的运动状态有关。
相对论的时空观更具有普遍性，但是经典物理学作为相对论的特例，在宏观低速运动时仍将发挥作用。
三、狭义相对论的其他结论
1．相对论速度变换公式
情境：设车对地面的速度为v，车上的人以速度u’沿着火车前进的方向相对火车运动，那么人相对于地面的速度u。
公式：
适用条件：只适用于同一直线上运动物体的速度叠加。
意义：人对地面的速度u要比u’和v之和要小。
2．相对论质量
公式：
式中：m表示物体以速度v运动时的质量（即动质量）
m0表示物体静止时的质量（即静质量）
意义：物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0。
3．质能方程
公式：（或）
式中：m是物体的质量
E是物体具有的能量
意义：（1）质量为m的物体，对应（不能说“具有”）的能量为mc2。
（2）当质量减少（增加）△m时，就要释放出（吸收）的能量。
爱因斯坦质能方程从理论上预言了核能释放及原子能利用和原子弹研制的可能性。
四、广义相对论简介
1．广义相对性原理：在任何参考系（包括惯性系和非惯性系）中，物理规律都是相同的。
2．等效原理：一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
意义：通过等效原理，爱因斯坦将万有引力和非惯性系的问题联系了起来。
3．广义相对论的几个结论：
（1）物质的引力使光线弯曲（或称：光线经过强引力场时会发生弯曲）。
（2）引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。例如：在强引力的星球附近，时间进程会变慢。
实例：在矮星表面，时间进程比较慢，原子发光频率比同种原子在地球上的低，看起来偏红，这个现象叫做引力红移
选 修 3-5
第十六章 碰撞与动量守恒定律
一、新、旧教材的对比分析
1．新旧教材内容及呈现方式上的比较：
旧教材是通过具体实例，得出，并直接引入“动量”和“冲量”的概念，然后推导动量定理，并说明前式是动量定理的特殊情形。由动量定理和牛顿第三定律相结合再推出动量守恒定律。其特点是注重突出几个物理概念定义的给出。从方法上讲注重的是演绎法。
新教材关注的不仅是的定义，而是更关注在追寻“不变量”的实验基础上，由碰撞前后矢量和保持不变的启示，自然引出“动量”的概念的过程。新教材强调的是从科学史的角度，展示几代科学家在追寻“不变量”的努力中，逐渐明确“动量”概念形成的历史过程，通篇只在本章最后一节中才给出了“冲量”的概念。同时给学生一个明确的提示，任何科学概念、规律的形成都不是简单拼凑得出的，它需要严格的科学论证过程。体现了在注重知识和技能目标的同时，更关注情感、态度和价值观方面的教育意义。从方法上讲更注重归纳法。
2．新旧教材练习题的比较
旧教材的练习，强调基础训练，如何运用动量定理和动量守恒定律解决问题及解决问题过程中需要注意的地方，需要用到“冲量”和动量定理解决的问题比较多。比较侧重的是解题方法上的训练。
新教材的练习，也强调基础训练，但更注重通过问题训练学生的问题意识、探究意识，体会实际中的一些问题需要我们怎样运用所学知识去处理。通篇的题目渗透着探究“守恒量”和运用守恒去处理问题的意识，也非常关注实际研究中产生的问题。如课本第18页上“科学足迹”中介绍了“中子的发现”情景，在接下来的“问题与练习”的第5题中，就将查德威克测定的实验数据直接给出了，这样学生不仅解决了问题，更体验了科学发现的乐趣。
3．新旧教材对比对08高考复习的启示
本人觉得复习时须注意以下两点：①将旧教材中以“概念”和“规律”演绎整体的知识体系优点借鉴过来，引导学生自主构建本章的知识体系。②复习时通过设计一些问题，引导学生体验新教材的“灵魂”——科学思想和科学方法。
二、对本章内容教学要求的比较分析
2007年考试大纲
江苏2007年高考考试要求与说明
物理课程标准有关内容
课程标准教学要求（江苏）
动量、冲量、动量定理 （Ⅱ）
理解动量、冲量，注意它们的矢量性。能应用动量定理解决一维情形的实际问题，解释实际生活中的有关物理现象
探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
动量 理解动量的概念，知道动量是矢量。
理解动量变化量的意义，会计算一维动量的变化。（对动量定理不做要求）
动量守恒定律 （Ⅱ）
掌握动量守恒定律及其推导过程、适用条件。能应用动量守恒定律解决一维情况的物理问题
通过实验，理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。
动量守恒定律 通过实验探究一维碰撞中的不变量。
理解动量守恒定律，知道动量守恒定律的普遍意义，并通过动量守恒定律体会自然界的和谐与统一。
知道动量守恒定律成立的条件，能用动量守恒定律解释有关现象并解决有关问题。
动量知识和机械能知识的应用（包括碰撞、反冲、火箭） （Ⅱ）
通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一
碰撞 了解不同类型的碰撞，知道弹性碰撞和非弹性碰撞的主要特征，并分析、解决一维碰撞中相关问题。
通过探究一维弹性碰撞的特点，体验科学探究的过程，掌握科学探究的方法。
航天技术的发展和宇宙航行 （Ⅰ）
反冲运动 了解反冲运动
会用动量守恒定律解决反冲运动问题。
通过以上比较可以发现：课程标准教学要求与课程标准基本一样，只不过是细化和具体化了；而课程标准教学要求与2007年高考考试说明相比较就有了较大的变化，从知识点上看课程标准教学要求中没有涉及冲量，明确指出动量定理不做要求。从呈现方式上看课程标准教学要求把碰撞和反冲运动作为知识点单独列出来。从具体要求上看考试说明对动量守恒定律侧重理论推导，而标准要求中则侧重于动量守恒定律的探究过程。因此，在复习过程要大胆删去传统训练中的一些对冲量和动量定理要求较高的题目，重点要放在从动量和能量守恒的角度分析、判断有关问题。
三、课时分配
按照江苏省普通高中课程标准教学要求，可以把本章内容重新组合为以下三个单元：
第1单元：动量及用其表示牛顿第二定律、动量守恒定律 （2课时）
在这一单元中可适当涉及冲量和动量定理的基本内容，把它们作为理解动量和动量守恒定律的另一个角度。
第2单元：动量守恒定律的应用（碰撞、反冲运动） （3课时）
本单元的复习中要通过碰撞、反冲运动这两个典型，进一步深化对动量守恒定律的理解，在运用中体会动量守恒定律在微观世界和宇宙航行中的重要应用。
第3单元：动量和能量的综合应用 （3课时）
这一部分内容在旧高考中往往是出压轴题的地方，平时复习中的题目难度非常大，可以说，我们很多老师已习惯在此进行高难度的训练。这一点在今年的复习中一定要注意避免，因为现在这一内容是作为了选考模块，高考中各选考模块的难度一定要相当，才能体现高考的公平性，因此高考中不可能出现高难度的题目。

四、复习建议
1．知识网络及内容比较
ΣF=ma
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较
项 目
动 量 守 恒 定 律
机 械 能 守 恒 定 律
表
述
如果系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的总动量就保持不变．
一物体系，只有内部重力和弹力做功的情况下，系统的动能和势能发生相互转化．但机械能的总量保持不变．
公
式
、或
（式中动量的和是矢量和）．
E1= E2，或
（式中动能与势能的和是代数和）．
研
究
对
象
是相互作用的两个或两个以上物体组成的系统．
另有原来为一个物体后分裂（如爆炸）为两个或两个以上的物体．
对单一物体的动量守恒一般没有讨论的必要．
原则上是物体和地球组成的系统，但应用时习惯上把势能的变化全部作为物体的势能变化，因此形式上看本定律的研究对象可以是单一物体或几个物体．
适
用
条
件
系统不受外力或合外力为零．
（对系统内力没有任何限制）
只有系统内部的重力和弹力做功．（合外力可不为零，但要求除内部重力和弹力外，外力和其他内力的功为零．）
共
同
点
应用机械能守恒定律和动量守恒定律时，有一个不同于牛顿运动定律的共同特点：只需考虑过程的初始状态和末了状态系统具有的总机械能或总动量，而完全不必考虑中间过程细节，使得问题的解决过程大为简化．
2．典型例题
例1：光子不仅有能量，还有动量，光照射到某个面上就会产生压力，宇宙飞船可以采用光压作为动力．给飞船安上面积很大的薄膜，正对着太阳光，靠太阳光在薄膜上产生压力推动宇宙飞船前进.第一次安装的是反射率极高的薄膜，第二次安装的是吸收率极高的薄膜，那么（ ）
A．安装反射率极高的薄膜，飞船的加速度大
B．安装吸收率极高的薄膜，飞船的加速度大
C．两种情况下，由于飞船的质量一样，飞船的加速度大小都一样
D．两种情况下，飞船的加速度不好比较
选题目的：通过本题的训练使学生明白，除了实物粒子有动量外，像光子等场物质也具有动量。同时明确动量的矢量性，体会光照射到两种薄膜上的不同点。
答案：A
例 2：从塔顶以相同速率抛出A、B、C三小球，A竖直上抛，B平抛，C竖直下抛．另有D球从塔顶起自由下落，四小球质量相同，落到同一水平面上．则 （ ）
A．落地时动能相同的小球是A、B、C
B．落地时动量相同的小球是A、B、C
C．从离开塔顶到落地过程中，动能增量相同的小球只有A、B、C
D．从离开塔顶到落地过程中，动量增量相同的小球是B、D
选题目的：让学生了解从动量角度考虑问题与从能量角度考虑问题的异同点，同时让学生简要了解动量定理。
[解析]四个小球在运动过程中机械能均守恒．抛出时动能相同的小球，机械能相同，落地时它们机械能一定也相同，即落地时动能相同，故A对．动量是矢量，落地时B的速度方向与A、C不同，故B的动量与A、C不同，B错．四小球运动过程中的动能增量均为ΔEK = mgh，均相同，C错．小球运动过程中的动量增量为ΔP= mg·t ，只有B、D运动时间相同，故D对．
[点评]（1）动量是矢量，质量相同的物体，速率相等，动能相同．但因方向可能不同，故动量可能不相同．（2）本题中，物体只受重力作用，动能增量等于重力所做功，它与轨迹是直线还是曲线无关，当小球的部分路径重复时（如A球）仍可只计起终点高度差去计算重力的功．小球动量增量等于重力的冲量，它也与轨迹是直线还是曲线无关，但路径重复时，所经时间仍要计为重力作用的时间．
例3：如图所示，木块B与水平面间的摩擦不计，子弹A沿水平方向射入木块并在极短时间内相对于木块静止下来，然后木块压缩弹簧至弹簧最短．将子弹射入木块到刚相对于静止的过程称为I，此后木块压缩的过程称为II，则
A．过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒且动量也不守恒．
B．过程I中，子弹和木块所组成的系统机械能不守恒，动量守恒．
C．过程II中，子弹、木块及弹簧所组成的系统机械能守恒且动量也守恒．
D．过程II中，子弹、木块及弹簧所组成的系统机械能守恒，动量不守恒．
选题目的： 机械能守恒和动量守恒的条件是不一样的，注意体会它们的区别。
疑难辨析 子弹与木块相互作用所经时间极短，在这段时间内弹簧对木块的冲量可忽略，子弹、木块系统动量守恒．子弹射入木块过程中，系统有动能损失，系统机械能不守恒．子弹相对于木块静止后，木块压缩弹簧，子弹、木块、弹簧所组成系统机械能守恒．但系统受墙对弹簧的冲量不为零（压缩过程时间不是无限小），系统动量不守恒．
答案 B D
例4：一小车在光滑水平地面上匀速滑行，以下几种情形中，小车的速度仍保持不变的是（ ）
A．车外的物体自空中竖直落入车内
B．车厢内的沙粒持续地从车厢的缝隙流漏到车外
C．从车上同时水平向前、向后以对地相同的速率抛出等质量的两物体
D．从车上同时水平向前、向后以对车相同的速率抛出等质量的两物体
选题目的： 体会对作用过程运用动量守恒定律，列式进行分析讨论。
疑难辨析 不能正确的写出作用前后系统的总动量，是很多同学出错的主要原因。
答案 B D
例5：如图是新兴的冰上体育比赛“冰壶运动”的场地（水平冰面）示意图，实际尺寸如图为已知，要令球队获胜你需要推出你的冰壶石以使其停留在以Ｏ为圆心的圆心线之内，并把对手的冰壶石击出同样以Ｏ为圆心的圆垒之外。已知圆心线半径r=0.6m，而圆垒的半径R=1.8 m，在某次比赛中，甲队队员以速度将质量m=19kg的冰壶石从左侧栏线A处向右推出，冰壶石沿中心线运动并恰好停在O处，乙队队员以速度将质量的冰壶石也从A处向右推出，冰壶石也沿中心线运动到O点并和甲队冰壶石发生碰撞，设两个冰壶石均可看成质点且碰撞前后均沿中心线运动，不计碰撞时的动能损失，两个冰壶石与水平冰面的动摩擦因数相同，g取10m/s2.
（1）求冰壶石与水平冰面间的动摩擦因数；
（2）乙队的冰壶石能否停在圆心线区域之内并把甲队冰壶石击出圆垒之外从而取胜？你必须通过计算得出结论．
选题目的：让学生体会动量守恒定律在实际问题中的应用，从方法上使学生学会将复杂问题分解为几个简单问题的处理能力。
题目解析：（1）对甲队员推出的冰壶石有：

（2）设乙队员推出的冰壶石运动到O点时的速度为，则有：

两冰壶石碰撞后，设甲队冰壶石的速度，乙队冰壶石速度为，则有：

解得：
碰撞后，对甲冰壶石：
对乙冰壶石：
由于，，因而乙队取胜．
3．课时内容框架
第一单元：动量及用其表示牛顿第二定律、动量守恒定律（第1课时）
【学习目标】
（1）理解动量的概念，知道动量是矢量。理解动量变化量的意义，会计算一维动量的变化。
（2）理解动量守恒定律，知道动量守恒定律的普遍意义，并通过动量守恒定律体会自然界的和谐与统一。知道动量守恒定律成立的条件，能用动量守恒定律解释有关现象并解决有关问题。
（3）通过设计实验探究一维碰撞中的动量变化特点，体会自然界的和谐与统一。
【自主复习】
自主设计一个探究一维碰撞中动量变化特点的实验
动量的定义：
动量的矢量性的理解：
用动量概念如何来表示牛顿第二定律：

比较牛顿第二定律的两种表示方法，说说看你对它们的理解和体会：

动量守恒定律的内容：

动量守恒定律的条件：
你认为运用动量守恒定律解决问题时需要注意哪些问题：

请你比较动量、动量变化和动量变化率的区别和联系：

（以上自主复习的内容一定要让学生在课堂上进行一定的表达，其他同学进行适当地评价。）
【例题研究】
例题略
【当堂检测】
题目略（时间控制在10-20分钟的范围内）
【自我小结与反思】（老师要做到在下一节上课前，抽一部分学生的进行学情了解）

第十七章 波粒二象性
一、新、旧教材的对比分析
1．新旧教材内容及呈现方式上的比较：

章节
内容
教材
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
旧教材
光电效应 光子
光的波粒二象性
能级
物质波
不确定性关系
新教材
能量量子化：物理学的新纪元
科学的转折：光的粒子性
崭新的一页：粒子的波动性
概率波
不确定性关系
从内容上看，旧教材将能级这一内容放在这一章中，而新教材将这一内容放在原子结构中。其它基本相同，但在内容的陈述上有一些变化，特别是关于光电效应，新教材比旧教材在现象的描述和规律的叙述上都要详细得多，具体表现在对光电效应规律的研究过程阐述得非常细，既通过图像来反映其规律，又通过较多篇幅的文字对饱和电流及遏止电压等进行了详细的叙述，这样的结果就使得高考出题者在这一部分可以做很多的文章。
从呈现方式上看，旧教材中作为阅读材料的黑体辐射和康普顿效应等内容，在新教材中都作为正文出现，特别是黑体辐射这一内容在新教材中单独作为一节内容列出来，而康普顿效应与动量内容结合起来将使光子的粒子性的考查变得余地较大。
从以上比较可以看出，新教材更强调概念规律的得出过程，如：光电效应内容的陈述，对如何研究光电效应，通过光电效应的装置还可以研究哪些问题等，涉及都比较多，而旧教材则侧重在光电效应的现象和规律上。
2．新旧教材练习题的比较
新旧教材在练习题的题型呈现上也有较大的不同，同样我们可以比较光电效应这一节后面的题目：旧教材中的题目主要涉及到光子的能量、波长等和运用光电效应方程进行的这两大类问题的有关计算；新教材则除了有以上两大类问题的计算外，还对涉及光电效应的研究电路和康普顿效应设计问题进行考查。新教材的练习题丰富了高考出题的题源，同时也是2008年高考复习中一些值得注意的问题。
3．新旧教材对比对08高考复习的启示
本人觉得对本章复习时须注意：对这一部分内容不仅在知识层面上做好复习巩固工作，更要在科学方法的层面上引领学生体会科学家的独特思考和探索，接受科学思维和科学方法的熏陶，领悟科学探究的精髓。
二、对本章内容教学要求的比较分析
2007年高考考试大纲
江苏2007年高考考试要求与说明
物理课程标准有关内容
课程标准教学要求（江苏）
光电效应
光子

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