高二物理教案范文

　　寫(xiě)一份優(yōu)秀教案是設計者教育思想、智慧、動(dòng)機、經(jīng)驗、個(gè)性和教學(xué)藝術(shù)性的綜合體現。下面是小編為大家搜集整理出來(lái)的有關(guān)于高二物理教案范文，希望可以幫助到大家！

　　《庫侖定律》

　　【課 題】人教版《普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)物理（選修3—1）》第一章第二節《庫侖定律》

　　【課 時(shí)】1學(xué)時(shí)

　　【三維目標】

　　知識與技能：

　　1、知道點(diǎn)電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；

　　2、會(huì )用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計算；

　　3、知道庫侖扭稱(chēng)的原理。

　　過(guò)程與方法：

　　1、通過(guò)學(xué)習庫侖定律得出的過(guò)程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學(xué)探究過(guò)程，學(xué)會(huì )通過(guò)間接手段測量微小力的方法；

　　2、通過(guò)探究活動(dòng)培養學(xué)生觀(guān)察現象、分析結果及結合數學(xué)知識解決物理問(wèn)題的研究方法。

　　情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)：

　　1、通過(guò)對點(diǎn)電荷的研究，讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義；

　　2、通過(guò)靜電力和萬(wàn)有引力的類(lèi)比，讓學(xué)生體會(huì )到自然規律有其統一性和多樣性。

　　【教學(xué)重點(diǎn)】

　　1、建立庫侖定律的過(guò)程；

　　2、庫侖定律的應用。

　　【教學(xué)難點(diǎn)】

　　庫侖定律的實(shí)驗驗證過(guò)程。

　　【教學(xué)方法】

　　實(shí)驗探究法、交流討論法。

　　【教學(xué)過(guò)程和內容】

　　<引入新課>同學(xué)們，通過(guò)前面的學(xué)習，我們知道“同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引”，這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力，那么靜電力的大小滿(mǎn)足什么規律呢？讓我們一起進(jìn)入本章第二節《庫侖定律》的學(xué)習。

　　<庫侖定律的發(fā)現>

　　活動(dòng)一：思考與猜想

　　同學(xué)們，電荷間的作用力是通過(guò)帶電體間的相互作用來(lái)表現的，

　　因此，我們應該研究帶電體間的相互作用。可是，生活中帶電體的大小和形狀是多種多樣的，這就給我們尋找靜電力的規律帶來(lái)了麻煩。

　　早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬(wàn)有引力的同時(shí)，就曾對帶電紙片的運動(dòng)進(jìn)行研究，可是由于帶電紙片太不規則，牛頓對靜電力的研究并未成功。

　　（問(wèn)題1）大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？

　　在靜電學(xué)的研究中，我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。

　　（問(wèn)題2）帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關(guān)呢？

　　請學(xué)生根據自己的生活經(jīng)驗大膽猜想。

　　<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系

　　實(shí)驗表明：電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大；隨距離r的增大而減小。

　　（提示）我們的研究到這里是否可以結束了？為什么？

　　這只是定性研究，應該進(jìn)一步深入得到更準確的定量關(guān)系。

　　（問(wèn)題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系？

　　你覺(jué)得哪種可能更大？為什么？（引導學(xué)生與萬(wàn)有引力類(lèi)比）

　　活動(dòng)二：設計與驗證

　　<實(shí)驗方法>

　　（問(wèn)題4）研究F與r、q的定量關(guān)系應該采用什么方法？

　　控制變量法——（1）保持q不變，驗證F與r2的反比關(guān)系；

　　（2）保持r不變，驗證F與q的正比關(guān)系。

　　<實(shí)驗可行性討論>、

　　困難一：F的測量（在這里F是一個(gè)很小的力，不能用彈簧測力計直接測量，你有什么辦法可以實(shí)現對F大小的間接測量嗎？）

　　困難二：q的測量（我們現在并不知道準確測定帶電小球所帶的電量的方法，要研究F與q的定量關(guān)系，你有什么好的想法嗎？）

　　（思維啟發(fā)）有這樣一個(gè)事實(shí)：兩個(gè)相同的金屬小球，一個(gè)帶電、一個(gè)不帶電，互相接觸后，它們對相隔同樣距離的第三個(gè)帶電小球的作用力相等。

　　——這說(shuō)明了什么？（說(shuō)明球接觸后等分了電荷）

　　（追問(wèn)）現在，你有什么想法了嗎？

　　<實(shí)驗具體操作>定量驗證

　　實(shí)驗結論：兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們距離的二次方成反比。

　　<得出庫侖定律>同學(xué)們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個(gè)結論，其實(shí)在物理學(xué)發(fā)展史上，數位偉大的科學(xué)家用了近30年的時(shí)間得到的并以法國物理學(xué)家庫侖的名字來(lái)命名的庫侖定律。

　　啟示一：類(lèi)比猜想的價(jià)值

　　讀過(guò)牛頓著(zhù)作的人都可能推想到：凡是表現這種特性的相互作用都應服從平方反比定律。這似乎用類(lèi)比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規律。正是這樣的類(lèi)比，讓電磁學(xué)少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規律。馬克·吐溫曾說(shuō)“科學(xué)真是迷人，根據零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏(yíng)得那么多的收獲！”。科學(xué)家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進(jìn)行的猜想，才是最具有創(chuàng )造力的思維活動(dòng)。

　　然而，英國物理史學(xué)家丹皮爾也說(shuō)“自然如不能被目證那就不能被征服！”

　　啟示二：實(shí)驗的精妙

　　1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱(chēng)精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱(chēng)實(shí)驗的介紹：這個(gè)實(shí)驗的設計相當巧妙。把微小力放大為力矩，將直接測量轉換為間接測量，從而得到靜電力的作用規律——庫侖定律。）

　　<講解庫侖定律>

　　1．內容：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線(xiàn)上。

　　2．數學(xué)表達式：

　　（說(shuō)明），叫做靜電力常量。

　　3．適用條件：（1）真空中（一般情況下，在空氣中也近似適用）；

　　（2）靜止的；（3）點(diǎn)電荷。

　　（強調）庫侖定律的公式與萬(wàn)有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來(lái)看下面的題目：

　　<達標訓練>

　　例題1：（通過(guò)定量計算，讓學(xué)生明確對于微觀(guān)帶電粒子，因為靜電力遠遠大于萬(wàn)有引力，所以我們往往忽略萬(wàn)有引力。）

　　（過(guò)渡）兩個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力我們會(huì )求解了，可如果存在三個(gè)電荷呢？

　　（承前啟后）兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此，多個(gè)點(diǎn)電荷對同一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨對這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。

　　例題2：（多個(gè)點(diǎn)電荷對同一點(diǎn)電荷作用力的疊加問(wèn)題。一方面鞏固庫侖定律，另一方面，也為下一節電場(chǎng)強度的疊加做鋪墊。）

　　（拓展說(shuō)明）庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。雖然給出的是點(diǎn)電荷間的靜電力，但是任何一個(gè)帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的.。所以，如果知道了帶電體的電荷分布，就可以根據庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。

　　<本堂小結>（略）

　　<課外拓展>

　　1、課本第8頁(yè)的“科學(xué)漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？

　　2、萬(wàn)有引力與庫侖定律有相似的數學(xué)表達式，這似乎在預示著(zhù)自然界的和諧統一。課后請同學(xué)查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統一場(chǎng)理論。

　　《氣體的等溫變化》

　　教學(xué)內容：人教版的普通高中課程標準實(shí)驗教科書(shū)選修3—3教材第八章氣體第一節氣體的等溫變化。

　　教學(xué)設計特點(diǎn)：突出物理規律形成的感性基礎和理性探索的有機結合；通過(guò)問(wèn)題驅動(dòng)達成教目標的有效實(shí)現；重視物理從生活中來(lái)最終回到生活中去。

　　1．教學(xué)目標

　　1、1知識與技能

　　（1）知道什么是等溫變化；

　　（2）掌握玻意耳定律的內容和公式；知道定律的適用條件。

　　（3）理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義，增強運用圖象表達物理規律的能力；

　　1、2過(guò)程與方法

　　帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究等溫變化規律的全過(guò)程，體驗控制變量法以及實(shí)驗中采集數據、處理數據的方法。

　　1、3情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)

　　讓學(xué)生切身感受物理現象，注重物理表象的形成；用心感悟科學(xué)探索的基本思路，形成求實(shí)創(chuàng )新的科學(xué)作風(fēng)。

　　2、 教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)

　　重點(diǎn)：讓學(xué)生經(jīng)歷探索未知規律的過(guò)程，掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時(shí)壓強與體積的關(guān)系，理解 p—V 圖象的物理意義。

　　難點(diǎn)：學(xué)生實(shí)驗方案的設計；數據處理。

　　3、教具：

　　塑料管，乒乓球、熱水，氣球、透明玻璃缸、抽氣機，u型管，注射器，壓力計。

　　4、設計思路

　　學(xué)生在初中時(shí)就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對于氣體的三個(gè)狀態(tài)參量之間有什么樣的關(guān)系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應該以學(xué)生為主體，強調學(xué)生的自主學(xué)習、合作學(xué)習，著(zhù)重培養學(xué)生的創(chuàng )新思維能力和實(shí)證精神。這節課首先通過(guò)做簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗，讓學(xué)生明白氣體的質(zhì)量、溫度、體積和壓強這幾個(gè)物理量之間存在著(zhù)密切的聯(lián)系；然后與學(xué)生一道討論實(shí)驗方案，確定實(shí)驗要點(diǎn)，接著(zhù)師生一道實(shí)驗操作，數據的處理，得出實(shí)驗結論并深入討論，最后簡(jiǎn)單應用等溫變化規律解決實(shí)際問(wèn)題。

　　5．教學(xué)流程：（略）

　　6．教學(xué)過(guò)程

　　6、l課題引入

　　演示實(shí)驗：變形的乒乓球在熱水里恢復原狀

　　乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體，當它的溫度升高，氣體的壓強就隨著(zhù)增大，同時(shí)體積增大而恢復原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強之間有相互制約的關(guān)系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關(guān)系。

　　對于氣體來(lái)說(shuō)，壓強、體積、溫度與質(zhì)量之間存在著(zhù)一定的關(guān)系。高中階段通常就用壓強、體積、溫度描述氣體的狀態(tài)，叫做氣體的三個(gè)狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的氣體當它的三個(gè)狀態(tài)參量都不變時(shí)，我們就說(shuō)氣體處于某一確定的狀態(tài)；當一個(gè)狀態(tài)參量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì )引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說(shuō)氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務(wù)就是研究氣體狀態(tài)變化的規律。

　　出示課題： 第八章 氣體

　　師問(wèn)：同時(shí)研究三個(gè)及三個(gè)以上物理量的關(guān)系，我們要用什么方法呢？請舉例說(shuō)明。

　　生：控制變量法

　　比如要研究壓強與體積之間的關(guān)系，需要保持質(zhì)量和溫度不變，再如要研究氣體壓強與溫度之間的關(guān)系，需要保持質(zhì)量和體積不變。

　　師：我們這節課首先研究氣體的壓強和體積的變化關(guān)系。

　　我們把溫度和質(zhì)量不變時(shí)氣體的壓強隨體積的變化關(guān)系叫做等溫變化。出示本節課題：

　　第一節 氣體的等溫變化

　　6、2 新課進(jìn)行

　　一、實(shí)驗探究

　　1、學(xué)生體驗壓強與體積的關(guān)系得出定性結論

　　全體同學(xué)體驗： 每個(gè)同學(xué)用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會(huì )怎么樣，思考為什么？

　　小組體驗：每桌同學(xué)用一只小的注射器體驗：一個(gè)同學(xué)用手指頭封閉一定質(zhì)量的氣體，另一個(gè)同學(xué)緩慢壓縮氣體，體積減小時(shí)第一個(gè)同學(xué)的手指有什么感覺(jué)，說(shuō)明什么呢？反之當我們拉動(dòng)活塞增大氣體體積時(shí)，手指有什么感覺(jué)，說(shuō)明什么呢？要求學(xué)生體驗并說(shuō)出自己的感覺(jué)和結論（即壓縮氣體，體積減小，壓強增大；反之，體積增大壓強減小）

　　2、猜想

　　引導學(xué)生猜想：我們猜想：在一般情況下，一定質(zhì)量的氣體當溫度不變時(shí)，氣體的壓強和體積之間可能有什么定量關(guān)系呢？

　　學(xué)生：壓強與體積成反比例關(guān)系（從最簡(jiǎn)單的定量關(guān)系做起）

　　師：一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)壓強與體積是否是成反比例的關(guān)系，需要我們進(jìn)一步研究、這節課我們用實(shí)驗探究這一課題。

　　3、實(shí)驗驗證：

　　（1）實(shí)驗設計：

　　首先，要求學(xué)生完整的復述我們的實(shí)驗目的：探究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變情況下壓強與體積之間的定量關(guān)系、

　　要求學(xué)生根據放在桌上的器材，思考試驗方案，并思考以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　問(wèn)題1：本實(shí)驗的研究對象是什么？如何取一定質(zhì)量的氣體？實(shí)驗條件是什么？如何實(shí)現這一條件？

　　學(xué)生討論回答：研究對象是一定質(zhì)量的氣體，用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內以獲取， 實(shí)驗條件是氣體質(zhì)量不變， 氣體溫度不變；活塞加油增加密閉性，推拉活塞改變體積和壓強；不用手握注射器；緩慢推拉活塞，穩定后再讀數。

　　（或者有其他的實(shí)驗方案）

　　問(wèn)題2： 數據收集 本實(shí)驗中應該要收集哪些數據？ 用什么方法測量？

　　學(xué)生：要收集氣體的不同壓強和體積，用氣壓計可以測量壓強，注射器上面的讀數可以得到體積。

　　問(wèn)題3：數據處理 怎樣處理上述數據才能得到等溫條件下壓強與體積之間的正確關(guān)系呢？（學(xué)生討論并回答）

　　學(xué)生：常用數據處理辦法有計算法，圖象法等。

　　老師：能不能說(shuō)得更具體一點(diǎn)呢？

　　學(xué)生：就是先把V和P乘起來(lái)，看看各組的乘積是否相等（或者近似相等），從而得到結論；圖像法就是以V為橫坐標，P為縱坐標，在用描點(diǎn)作圖法，把得到的數據作到坐標系中，再連線(xiàn)，看圖像的特點(diǎn)，從而得到兩者的定量關(guān)系。

　　再讓一個(gè)學(xué)生把我們剛才分析得到的比較好的實(shí)驗方法再復述，然后師生互助完成實(shí)驗。

　　2、實(shí)驗過(guò)程：

　　師生共同完成實(shí)驗： 老師推、拉活塞，一名學(xué)生讀取數據，另一名學(xué)生設計記錄表格并記錄數據。

　　數據處理：①簡(jiǎn)單計算 找壓強和體積之間的關(guān)系

　　②學(xué)生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結論？

　　總結提問(wèn)：各小組是如何處理數據的，結論如何？（實(shí)物投影展示）

　　問(wèn)題4：若P—V圖象為雙曲線(xiàn)的一支，則能說(shuō)明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線(xiàn)的一支呢？（還是猜測）我們怎樣進(jìn)一步P和V之間的關(guān)系呢？

　　教師：有一種思想叫做轉化的思想。若P—V圖象為一雙曲線(xiàn)，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過(guò)原點(diǎn)的一條直線(xiàn)）那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧！

　　（師）計算機擬合：把P—V圖象轉化為P—1/V圖象。我們看到一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，表明壓強與體積成反比。

　　（三）實(shí)驗結論：在誤差允許的范圍內，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強與體積成反比。（學(xué)生敘述）

　　師：大家看到我們作出來(lái)的這條直線(xiàn)，還不是很準確，大家可以分析在實(shí)驗過(guò)程中有哪些地方可能引起實(shí)驗誤差？

　　學(xué)生討論分析產(chǎn)生誤差的原因、

　　早在17世紀，英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特分別通過(guò)更嚴謹的實(shí)驗研究得出了這個(gè)結論，被稱(chēng)為玻意耳定律。

　　二、玻意耳定律

　　1、 內容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。

　　2、 公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和 P2V2分別為氣體在兩個(gè)狀態(tài)下的壓強和體積）

　　3、 圖象：P—1/V圖象：過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)——等溫線(xiàn)

　　P—V圖象：雙曲線(xiàn)的一支——等溫線(xiàn)

　　三、拓展思考

　　問(wèn)題5：在同一溫度下，取不同質(zhì)量的同種氣體為研究對象， PV乘積C一樣嗎？即對不同的氣體，C是一個(gè)普適常量嗎？（學(xué)生思考不能求解或回答不一樣）

　　師問(wèn)：怎樣才能得到正確的結果呢？（猜想—實(shí)驗驗證）

　　學(xué)生：改變氣體的質(zhì)量用同樣的方法重新測量，測量數據記錄在同一表格中，通過(guò)簡(jiǎn)單的計算就能得到結果。

　　結論：不一樣。質(zhì)量越大，PV乘積越大。P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率越大。

　　問(wèn)題6：取相同質(zhì)量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學(xué)生猜想——驗證）

　　結論：不一樣。溫度較高時(shí)，PV乘積較大，P—V圖象離坐標軸越遠，P—1/V圖象斜率較大。

　　四、玻意耳定律的應用之定性解釋?zhuān)?/strong>

　　問(wèn)題一：氣球漲大視頻。學(xué)生分析。

　　問(wèn)題二：小實(shí)驗。裝水的瓶子下有小洞，當蓋子打開(kāi)時(shí)水會(huì )噴出，然后合上蓋子則水就不會(huì )持續地流出了。

　　解釋?zhuān)荷w子打開(kāi)時(shí)，小孔上方的壓強始終大于外面的壓強，所以水會(huì )噴出，當蓋子蓋上時(shí)，水的上方被封閉了一定質(zhì)量的氣體，當有水流出后，瓶中空氣的體積變大，根據波意耳定律壓強變小，當孔上方壓強小于外部大氣壓時(shí)，水就流不出去了。

　　五．課堂小結

　　1、方法 ①研究多變量問(wèn)題時(shí)用控制變量法

　　②實(shí)驗探究方法：猜想——驗證——進(jìn)一步猜想——再驗證——得到結論

　　2、知識 玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強P與體積V成反比。

　　六．教學(xué)后記：

　　1．課堂上讓學(xué)生從自身體驗開(kāi)始，充分參與科學(xué)探究的全過(guò)程，熟悉科學(xué)探究未知世界的一般流程，并堅持滲透實(shí)事求是和精益求精的科學(xué)精神。

　　2．教學(xué)中對應用數學(xué)方法處理物理數據，從而得出簡(jiǎn)潔的物理學(xué)規律的過(guò)程，讓學(xué)生多練習多體驗，以使學(xué)生真正掌握，并且多給時(shí)間讓學(xué)生從圖像中找出規律，以提高學(xué)生認識圖像與應用圖像分析問(wèn)題的能力。

　　3．教學(xué)中學(xué)生參與小實(shí)驗及視頻材料能很好地吸引學(xué)生的注意力，提高教學(xué)的有效性。

　　4、物理來(lái)源于社會(huì )生活實(shí)踐，反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關(guān)現象，有效杜絕物理和生活相脫節的現象發(fā)生、也有利于學(xué)生正確物理觀(guān)的形成。

　　《簡(jiǎn)諧運動(dòng)的描述》

　　1、理解振幅、周期和頻率的概念，知道全振動(dòng)的含義。

　　2、了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意義。

　　3、了解簡(jiǎn)諧運動(dòng)位移方程中各量的物理意義，能依據振動(dòng)方程描繪振動(dòng)圖象。

　　4、理解簡(jiǎn)諧運動(dòng)圖象的物理意義，會(huì )根據振動(dòng)圖象判斷振幅、周期和頻率等。

　　重點(diǎn)難點(diǎn)：對簡(jiǎn)諧運動(dòng)的振幅、周期、頻率、全振動(dòng)等概念的理解，相位的物理意義。

　　教學(xué)建議：本節課以彈簧振子為例，在觀(guān)察其振動(dòng)過(guò)程中位移變化的周期性、振動(dòng)快慢的特點(diǎn)時(shí)，引入描繪簡(jiǎn)諧運動(dòng)的物理量（振幅、周期和頻率），再通過(guò)單擺實(shí)驗引出相位的概念，最后對比前一節得出的圖象和數學(xué)表達式，進(jìn)一步體會(huì )這些物理量的含義。本節要特別注意相位的概念。

　　導入新課：你有喜歡的歌手嗎？我們常常在聽(tīng)歌時(shí)會(huì )評價(jià)，歌手韓紅的音域寬廣，音色嘹亮圓潤;歌手王心凌的聲音甜美;歌手李宇春的音色沙啞，獨具個(gè)性……但同樣的歌曲由大多數普通人唱出來(lái)，卻常常顯得干巴且單調，為什么呢？這些是由音色決定的，而音色又與頻率等有關(guān)。

　　1、描述簡(jiǎn)諧運動(dòng)的物理量

　　（1）振幅

　　振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動(dòng)的物體運動(dòng)范圍的大小。

　　（2）全振動(dòng)

　　振子以相同的速度相繼通過(guò)同一位置所經(jīng)歷的過(guò)程稱(chēng)為③全振動(dòng)，這一過(guò)程是一個(gè)完整的振動(dòng)過(guò)程，振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在這一振動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的路程等于④4倍的振幅。

　　（3）周期和頻率

　　做簡(jiǎn)諧運動(dòng)的物體，完成⑤全振動(dòng)的時(shí)間，叫作振動(dòng)的周期;單位時(shí)間內完成⑥全振動(dòng)的次數叫作振動(dòng)的頻率。在國際單位制中，周期的單位是⑦秒，頻率的單位是⑧赫茲。用T表示周期，用f表示頻率，則周期和頻率的關(guān)系是⑨f=。

　　（4）相位

　　在物理學(xué)中，我們用不同的⑩相位來(lái)描述周期性運動(dòng)在各個(gè)時(shí)刻所處的 不同狀態(tài)。

　　2、簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式

　　（1）根據數學(xué)知識，xOy坐標系中正弦函數圖象的表達式為 y=Asin（ωx+φ）。

　　（2）簡(jiǎn)諧運動(dòng)中的位移（x）與時(shí)間（t）關(guān)系的表達式為 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表簡(jiǎn)諧運動(dòng)的振幅， ω叫作簡(jiǎn)諧運動(dòng)的“圓頻率”， ωt+φ代表相位。

　　1、彈簧振子的運動(dòng)范圍與振幅是什么關(guān)系？

　　解答：彈簧振子的運動(dòng)范圍是振幅的兩倍。

　　2、周期與頻率是簡(jiǎn)諧運動(dòng)特有的概念嗎？

　　解答：不是。描述任何周期性過(guò)程，都可以用這兩個(gè)概念。

　　3、如果兩個(gè)振動(dòng)存在相位差，它們振動(dòng)步調是否相同？

　　解答：不同。

　　主題1：振幅

　　問(wèn)題：（1）同一面鼓，用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面，鼓面的振動(dòng)有什么不同？聽(tīng)上去感覺(jué)有什么不同？

　　（2）根據（1）中問(wèn)題思考振幅的物理意義是什么？

　　解答：（1）用較大的力敲，鼓面的振動(dòng)幅度較大，聽(tīng)上去聲音大;反之，用較小的力敲，鼓面的振動(dòng)幅度較小，聽(tīng)上去聲音小。

　　（2）振幅是描述振動(dòng)強弱的物理量，振幅的大小對應著(zhù)物體振動(dòng)的強弱。

　　知識鏈接：簡(jiǎn)諧運動(dòng)的振幅是物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，是標量，表示振動(dòng)的強弱和能量，它不同于簡(jiǎn)諧運動(dòng)的位移。

　　主題2：全振動(dòng)、周期和頻率

　　問(wèn)題：（1）觀(guān)察課本“彈簧振子的簡(jiǎn)諧運動(dòng)”示意圖，振子從P0開(kāi)始向左運動(dòng)，怎樣才算完成了全振動(dòng)？列出振子依次通過(guò)圖中所標的點(diǎn)。

　　（2）閱讀課本，思考并回答下列問(wèn)題：周期和頻率與計時(shí)起點(diǎn)（或位移起點(diǎn)）有關(guān)嗎？頻率越大，物體振動(dòng)越快還是越慢？振子在一個(gè)周期內通過(guò)的路程和位移分別是多少？

　　（3）完成課本“做一做”，猜想彈簧振子的振動(dòng)周期可能由哪些因素決定？假如我們能看清楚振子的整個(gè)運動(dòng)過(guò)程，那么從什么位置開(kāi)始計時(shí)才能更準確地測量振動(dòng)的周期？為什么？

　　解答：（1）振子從P0出發(fā)后依次通過(guò)O、M'、O、P0、M、P0的過(guò)程，就是全振動(dòng)。

　　（2）周期和頻率與計時(shí)起點(diǎn)（或位移起點(diǎn)）無(wú)關(guān);頻率越大，周期越小，表示物體振動(dòng)得越快。振子在一個(gè)周期內通過(guò)的路程是4倍的振幅，而在一個(gè)周期內的位移是零。

　　（3）影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數等;從振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計時(shí)能更準確地測量振動(dòng)周期，因為振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度最大，這樣計時(shí)的誤差最小。

　　知識鏈接：完成全振動(dòng)，振動(dòng)物體的位移和速度都回到原值（包括大小和方向），振動(dòng)物體的路程是振幅的4倍。

　　主題3：簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式

　　問(wèn)題：閱讀課本有關(guān)“簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式”的內容，討論下列問(wèn)題。

　　（1）一個(gè)物體運動(dòng)時(shí)其相位變化多少就意味著(zhù)完成了全振動(dòng)？

　　（2）若采用國際單位，簡(jiǎn)諧運動(dòng)中的位移（x）與時(shí)間（t）關(guān)系的表達式x=Asin（ωt+φ）中ωt+φ的單位是什么？

　　（3）甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運動(dòng)的頻率相同，相位差為 ，這意味著(zhù)什么？

　　解答：（1）相位每增加2π就意味著(zhù)完成了全振動(dòng)。

　　（2）ωt+φ的單位是弧度。

　　（3）甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運動(dòng)的相位差為 ，意味著(zhù)乙（甲）總是比甲（乙）滯后個(gè)周期或次全振動(dòng)。

　　知識鏈接：頻率相同的兩個(gè)簡(jiǎn)諧運動(dòng)，相位差為0稱(chēng)為“同相”，振動(dòng)步調相同;相位差為π稱(chēng)為“反相”，振動(dòng)步調相反。

　　1、（考查對全振動(dòng)的理解）如圖所示，彈簧振子以O為平衡位置在B、C間做簡(jiǎn)諧運動(dòng)，則（  ）。

　　A、從B→O→C為全振動(dòng)

　　B、從O→B→O→C為全振動(dòng)

　　C、從C→O→B→O→C為全振動(dòng)

　　D、從D→C→O→B→O為全振動(dòng)

　　【解析】選項A對應過(guò)程的路程為2倍的振幅，選項B對應過(guò)程的路程為3倍的振幅，選項C對應過(guò)程的路程為4倍的振幅，選項D對應過(guò)程的路程大于3倍的振幅，又小于4倍的振幅，因此選項A、B、D均錯誤，選項C正確。

　　【答案】C

　　【點(diǎn)評】要理解全振動(dòng)的概念，只有振動(dòng)物體的位移與速度第同時(shí)恢復到原值，才是完成全振動(dòng)。

　　2、（考查簡(jiǎn)諧運動(dòng)的振幅和周期）周期為T(mén)=2 s的簡(jiǎn)諧運動(dòng)，在半分鐘內通過(guò)的路程是60 cm，則在此時(shí)間內振子經(jīng)過(guò)平衡位置的次數和振子的振幅分別為（  ）。

　　A、15次，2 cm       B、30次，1 cm

　　C、15次，1 cm D、60次，2 cm

　　【解析】振子完成全振動(dòng)經(jīng)過(guò)軌跡上每個(gè)位置兩次（除最大位移處外），而每次全振動(dòng)振子通過(guò)的路程為4個(gè)振幅。

　　【答案】B

　　【點(diǎn)評】一個(gè)周期經(jīng)過(guò)平衡位置兩次，路程是振幅的4倍。

　　3、圖示為質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，下列判斷中正確的是（  ）。

　　A、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期是8 s

　　B、振幅是4 cm

　　C、4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為負，加速度為零

　　D、10 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度為正，速度為零

　　【解析】由振動(dòng)圖象可得，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為8 s，A對;振幅為2 cm，B錯;4 s末質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向負方向運動(dòng)，速度為負向最大，加速度為零，C對;10 s末質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處，加速度為負值，速度為零，D錯。

　　【答案】AC

　　【點(diǎn)評】由振動(dòng)圖象可以直接讀出周期與振幅，可以判斷各個(gè)時(shí)刻的速度方向與加速度方向。

　　4、（考查簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式）兩個(gè)簡(jiǎn)諧運動(dòng)分別為x1=4asin（4πbt+π）和x2=2asin（4πbt+π），求它們的振幅之比、各自的頻率，以及它們的相位差。

　　【解析】根據x=Asin（ωt+φ）得：A1=4a，A2=2a，故振幅之比 = =2

　　由ω=4πb及ω=2πf得：二者的頻率都為f=2b

　　它們的相位差：（4πbt+π）—（4πbt+π）=π，兩物體的振動(dòng)情況始終反相。

　　【答案】2∶1 2b 2b π

　　【點(diǎn)評】要能根據簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式得出振幅、頻率、相位。

　　拓展一：簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式

　　1、某做簡(jiǎn)諧運動(dòng)的物體，其位移與時(shí)間的變化關(guān)系式為x=10sin 5πt cm，則：

　　（1）物體的振幅為多少？

　　（2）物體振動(dòng)的頻率為多少？

　　（3）在時(shí)間t=0、1 s時(shí)，物體的位移是多少？

　　（4）畫(huà)出該物體簡(jiǎn)諧運動(dòng)的圖象。

　　【分析】簡(jiǎn)諧運動(dòng)位移與時(shí)間的變化關(guān)系式就是簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式，將它與教材上的簡(jiǎn)諧運動(dòng)表達式進(jìn)行對比即可得出相應的物理量。

　　【解析】簡(jiǎn)諧運動(dòng)的表達式x=Asin（ωt+φ），比較題中所給表達式x=10sin 5πt cm可知：

　　（1）振幅A=10 cm。

　　（2）物體振動(dòng)的頻率f= = Hz=2、5 Hz。

　　（3）t=0、1 s時(shí)位移x=10sin（5π×0、1） cm=10 cm。

　　（4）該物體簡(jiǎn)諧運動(dòng)的周期T==0、4 s，簡(jiǎn)諧運動(dòng)圖象如圖所示。

　　【答案】（1）10 cm （2）2、5 Hz （3）10 cm （4）如圖所示

　　【點(diǎn)撥】在解答簡(jiǎn)諧運動(dòng)表達式的題目時(shí)要注意和標準表達式進(jìn)行比較，知道A、ω、φ各物理量所代表的意義，還要能和振動(dòng)圖象結合起來(lái)。

　　拓展二：簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期性和對稱(chēng)性

　　甲

　　2、如圖甲所示，彈簧振子以O點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運動(dòng)，從O點(diǎn)開(kāi)始計時(shí)，振子第到達M點(diǎn)用了0、3 s的時(shí)間，又經(jīng)過(guò)0、2 s第二次通過(guò)M點(diǎn)，則振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間可能是（  ）。

　　A、 s    B、 s    C、1、4 s    D、1、6 s

　　【分析】題目中只說(shuō)從O點(diǎn)開(kāi)始計時(shí)，并沒(méi)說(shuō)明從O點(diǎn)向哪個(gè)方向運動(dòng)，它可能直接向M點(diǎn)運動(dòng)，也可能向遠離M點(diǎn)的方向運動(dòng)，所以本題可能的選項有兩個(gè)。

　　乙

　　【解析】如圖乙所示，根據題意可知振子的運動(dòng)有兩種可能性，設t1=0、3 s，t2=0、2 s

　　第一種可能性：=t1+=（0、3+ ） s=0、4 s，即T=1、6 s

　　所以振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間t3=+2t1=（0、8+2×0、3） s=1、4 s

　　第二種可能性：t1—+=，即T= s

　　所以振子第三次通過(guò)M點(diǎn)還要經(jīng)過(guò)的時(shí)間t3=t1+（t1—）=（2×0、3— ） s= s。

　　【答案】AC

　　【點(diǎn)撥】解答這類(lèi)題目的關(guān)鍵是理解簡(jiǎn)諧運動(dòng)的對稱(chēng)性和周期性。明確振子往復通過(guò)同一點(diǎn)時(shí)，速度大小相等、方向相反;通過(guò)關(guān)于平衡位置對稱(chēng)的兩點(diǎn)時(shí)，速度大小相等、方向相同或相反;往復通過(guò)同一段距離或通過(guò)關(guān)于平衡位置對稱(chēng)的兩段距離時(shí)所用時(shí)間相等。另外要注意，因為振子振動(dòng)的周期性和對稱(chēng)性會(huì )造成問(wèn)題的多解，所以求解時(shí)別漏掉了其他可能出現的情況。