选修3-4教材分析与教学建议 傅志浩.pptVIP

选修3-4模块 第十一章 机械振动教材分析和教学建议 本章是力学知识的进一步深化，与以前研究的运动形式相比难度更大。由于简谐运动过程中加速度不仅大小要变，而且方向也要变化，所以对本章内容进行研究时，有些是定量研究,有些只作定性讨论，如速度、动能、势能等变化问题仅限于定性讨论。变力作用下物体的运动规律，对学生来讲是较难理解的，在教学过程中要注意把握知识的难度和深度，如在简谐运动的学习过程中，对于“相位”的概念只作一般了解，对于难点的突破，要求教师能考虑各种办法，如多举例子，多做实验，多作讨论，适当练习；要注重物理过程分析，注重物理思想渗透，注重物理研究方法提示，注重知识的比较和总结，注重中间过渡环节的设计等。 第一节 简谐运动 简谐运动是研究各种振动的基础,也是周期性运动的一种典型的运动形式,是本章的重点内容。对于用振动图象来判断是否做简谐运动的问题是教材新增加的内容，在教学过程中应引起重视，它是从运动学的角度来研究简谐运动。 思考与讨论确定弹簧振子的位置与时间的关系（新） 简谐运动的定义（新） （运动学定义） 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，这样的振动叫做简谐运动。 在后面第3节则说：“如果质点所受的力……质点的运动就是简谐运动。”这是从动力学的角度说明质点做简谐运动的条件。 新教材把“什么是……”和“什么情况下做……”说得更清楚了 第二节 简谐运动的描述 ⒈经历振动步调不一致的实验过程,体会“相位”的意义。 相位：“在物理学中，我们用不同的相位来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。”这不是定义，没给严格的定义。 对于“相位”这个物理量只要求大致了解，不要求在图象表达和函数表达中加以确定。 书本练习牵涉到相位的可以不做。 科学漫步：月相 目的：描述任何周期性运动都会涉及相位。 下面的标示很有用： 做一做：用计算机观察声音的波形 第三节 简谐运动的回复力和能量 “简谐运动的回复力和能量”是力和能量这两个研究角度在简谐运动中的体现，通过本节的学习，不但可以加深对简谐运动的全面理解，也能使学生进一步掌握物理学的研究方法。对于简谐运动的回复力特点，要求学生理解它是判断一个物体是否作简谐运动的重要依据，对k值意义的理解不能只局限于是劲度系数，更要了解它是一个比例系数，这样可以使学生从多角度研究问题，既能从运动学角度分析简谐运动，也能从动力学角度来研究。简谐运动的分析还应从能量角度来进行，但只作定性研究，特别是水平弹簧振子，会定性分析动能、势能和机械能的变化情况，通过本节的学习应使学生进一步树立“能量”的观点。 做一做 弹簧下面悬挂的钢球，它所受的力与位移之间的关系也具有（1）式的形式吗？由于平衡时弹簧已经有了一个静伸长h，问题稍稍麻烦一点。这时仍要选择钢球静止时的位置为坐标原点，而小球所受的回复力实际上是弹簧的力与重力的合力。 请你试着导出小球所受的合力与它的位移的关系 第四节 单摆 学生实验:探究单摆周期与摆长的关系 “单摆”是本章教材的重要内容，单摆在一定的条件下是简谐运动，作为简谐运动的两个典型例子之一，对单摆的研究要高度重视。通过“单摆”这节的学习一方面可对k值有更深刻的理解，另一方面对近似处理方法也会有一定的体会，还可让学生进一步体会如何把实际问题转化为物理问题，然后再把物理问题转化为数学问题的方法。单摆的周期跟哪些因素有关是研究单摆的一个重要课题，对此可用边教边实验的教学方法，让学生在教师的引导下经历探究过程，得出结论。作为知识的应用，可以利用单摆的周期公式测当地的重力加速度，这对于激发学生学习物理的兴趣很有意义，在教学过程中要充分加以挖掘和运用。对单摆的周期公式不要求学生推导。 “实验：用单摆测重力加速度”变成了“实验：探究单摆周期与摆长的关系”。 先由教师做实验，定性地确定影响周期的因素；然后由学生做实验，定量地探究周期T与摆长l的关系。 再次遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）； 在把单摆的运动当做简谐运动时，为什么没有提“摆角小于5°”这个条件？ “最大摆角越小，单摆的运动越接近简谐运动”这种“与理想模型越来越近”的思想要让学生知道。至于什么时候能够把它的运动当做简谐运动，什么时候不能，要根据问题的需要来定。不能使学生形成一个僵化的观念：小于某个确定的角度时单摆的运动是简谐运动，大于这个角时就不是。教科书这样处理也是出于科学方法教育的考虑。 从书中的数据来看，最大摆角为23°时惠更斯公式的误差也只有1%，这对于中学物理实验来说已经很好了，因此5°的限制是没有必要的。 第五节 外力作用下的振动 教学建议 充分发挥实验的作用 记住共振图线对于学生更好了解共振是有好