(精品)高二物理人教选修3-4 13.3用双缝干涉测量光的波长教案

第一篇：(精品)高二物理人教选修3-4 13.3用双缝干涉测量光的波长教案

学校：临清实验高中

学科：物理

编写人：孙秀芝 审稿人 ：孔庆生

选修3-4第十三章第3节用双缝干涉测量光的波长

一、教材分析

本节是利用光干涉的理论知识进行实验与应用，在实际生活应用中有重要意义，在考试中的地位也举足轻重。

二、教学目标

（1）认识光的干涉现象及产生干涉的条件；

（2）理解光的干涉条纹形成原理，认识干涉条纹的特征；

（3）用波动说说明明暗相间的干涉条纹，时间上是稳定的，空间上存在的。

三、教学重点难点

[重点难点： 本节的重点是利用两相邻亮条纹中心间距的表达式测单色光的波长

四、学情分析（根据个人情况写）

五、教学方法

实验观察、理论分析、学案导学

六、课前准备

双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺

七、课时安排：1课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

1、实验目的：

（1）观测白光及单色光的双缝干涉图样（2）测定单色光的波长

2、实验原理：

（1）光源发出的光经滤光片成为单色光，单色光通过单缝后相当于线光源，经双缝产生稳定的干涉图样，通过屏可以观察到干涉条纹；如果用白光通过双缝可以观察到彩色条纹。（2）若双缝到屏的距离用l表示，双缝间的距离用d表示，相邻两条亮条纹间d的距离用Δx表示，则入射光的波长为dx。实验中d是已知的，测出l、Δx即可测出光的波l长

3、实验器材：

双缝干涉仪包括：光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头，另外还有学生电源、导线、刻度尺

4、实验装置：

如教材上图所示，将直径约为10cm、长约为1m的遮光筒平放在光具座上，筒的一端有双缝，另一端装上毛玻璃做光屏，其上有刻度，先取下双缝，打开光源，调节光源高度，使他发出的一束光恰好沿遮光筒的轴线照亮光屏，然后放好单缝和双缝，两屏相距5cm-10cm，使缝互相平行，且位于轴线上，这时可看到彩色干涉条纹，若在单缝屏和光源之间放置一块滤光片，则可以观察到单色干涉条纹。

5、实验步骤：（1）调节双缝干涉仪，观察光的双缝干涉现象

（2）用单色光入射得到干涉条纹，测出n条亮条纹的距离a，得相邻条纹间的距离xa n1dx计算出l（3）利用已知的双缝间距d，用刻度尺测出双缝到屏的距离l，根据公式波长

（4）换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间的距离有什么变化，并求出相应的波长。

6、通过合作探究导出实验的注意事项

（1）调节双缝干涉仪时，要注意调节光源的高度，使它发出的一束光能沿着遮光筒的轴线把屏照亮

（2）放置单缝和双缝时，缝要相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上

（3）调节测量头时，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，转动测量头，使分划板中心对齐另一条纹的中心，记下此时手轮上的读数，两次读数之差就表示这两条条纹间的距离

（4）不要直接测Δx，要测几个条纹的间距计算得到Δx，这样可减小误差（5）白光的干涉观察到的是彩色条纹，其中白色在中央，红色在最外层。

课堂巩固训练

1题：（见导学案）在双缝干涉实验中保持狭缝间的距离和狭缝到屏的距离都不变，用不同的色光照射时，则下列叙述正确的是()A．红光的干涉条纹间距最大

B．紫光的干涉条纹间距最大

C．红光和紫光干涉条纹间距一样大

D．用白光照射会出现白色干涉条纹 答案：A

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）

（五）发导学案、布置预习。

九、板书设计

十、教学反思（根据实际情况写）

第二篇：(精品)高二物理人教选修3-4 13.8激光教案

学校：临清实验高中

学科：物理 编写人：燕敬勇

审稿人：孔庆生

选修3-4第十三章第8节《激光》教学设计

一、教材分析

本节主要讲解激光的特点及其应用，特别是全息照相技术。只要求学生对激光有初步了解，知道激光和自然光的区别，但不给激光下定义，更不讲解激光产生的机理。关于全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因。由于本节知识重在了解，故可以让学生在老师的指导下自主学习。

二、教学目标

1、知识目标

（1）知道激光的特点，了解激光的应用（2）知道全息照相的原理，理解相位差是形成立体图像的根本原因

2、能力目标

（1）通过课外阅读，收集整理有关激光应用的资料，培养加工处理信息的能力.（2）通过对激光的特点及应用的学习，培养应用物理知识解决实际问题的能力.3、情感、态度和价值观目标

通过对激光应用的学习，体验现代科技的神奇，发现的科学的美妙

三、教学重点难点

重点：激光与自然光的区别 难点：激光的应用

四、学情分析

学生已经学习了光的一些知识，对光的特点也有了很多的了解，在此基础上让学生认识和了解一种很特殊的光，就是激光，会激发学生的学习兴趣。也能让学生体会科学的美妙所在。

五、教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习本节课的内容，初步了解激光特点和应用 2．教师的教学准备：教具，多媒体素材，学案的准备

七、课时安排： 1 课时

八、教学过程

1、预习检查

检查学生的预习情况并了解了学生存在的问题

2、创设实验情景，导入课题

利用多媒体让学生观看有激光应用的片段，引起学生的兴趣。促进学生的学习。

3、合作探究，精讲点拨

引导学生仔细阅读教材，完成学习目标 探究问题：

（1）究竟什么是激光呢？

激光是原子受激辐射产生的光。发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是相干光，激光是人工产生的光。（2）激光是如何产生的？

在现代科技中用激光器产生激光。激光一种特殊的光，自然界中的发光体不能发出激光。1958年，激光问世。

（3）激光与自然光有什么样的区别？

①普通光源发出的是混合光，激光的频率单一．因此激光相干性非常好，颜色特别纯，②激光束的平行度和方向性非常好． ③激光的强度特别大，亮度很高．（4）激光都有那些特性和用途呢？

激光具有的特点 ①相干性好

所谓相干性好是指容易产生干涉现象。普通光源发出的光（即使是所谓的单色光）频率是不一样的，而激光器发出的激光的频率几乎是单一的，并且满足其他的相干条件，所以，现在我们做双缝干涉实验时，无需在双缝前放一个单缝，而是用激光直接照射双缝，就能得到既明亮又清晰的干涉条纹。②平行度非常好

与普通光相比，传播相同距离的激光束的扩散程度小，光线仍能保持很大的强度，保持它的高能量，利用这一点可以精确测距。现在利用激光测量地月距离精确度已达到1m。③激光的亮度非常高

他可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量。如果把强大的激光束会聚起来，可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温。不能直接照射眼睛，否则会伤害眼睛。④激光单色性很好

激光的频率范围极窄，颜色几乎是完全一致的。

激光的应用非常多，发展前景非常广阔，目前的重要应用有：光纤通信、精确测距、目标跟踪、激光光盘、激光致热切割、激光核聚变等等．

（5）什么是全息照相？利用了什么原理？和平时我们说的照相有什么不同？

4、反思总结，当堂检测

教师组织学生反思本节课的内容，并总结学到的知识。利用学案进行当堂检测，引导学生构建知识框架并反馈学习情况。

5、发导学案，布置预习

九、板书设计 激光

一、激光的产生

二、激光的特点

三、激光的常见应用

四、全息照相技术

十、教学反思

本节课利用了导学案教学，让学生充分参与到了课堂中。本节的内容主要是了解，要求不是很高，可以让学生自主学习，老师作为引导对不容易理解的知识加以强调。

第三篇：5.1光的干涉学案—高二下学期物理教科版选修3-4

2020-2021学年教科版选修3-4

5.1

光的干涉

学案

1.通过双缝干涉现象的分析，认识光的干涉条纹特点及光的干涉条件.(重点＋难点)2.理解薄膜干涉的原理及应用.(难点)

一、双缝干涉

1.史实

1801年，英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象，证明了光的确是一种波.2.实验

如图所示，让一束平行的红色激光投射到一个有两条狭缝的挡板上，两狭缝相距很近，两狭缝就成了两个波源，它们的振动情况总是相同的，两个波源发出的光在挡板后面的空间相互叠加.3.现象

在屏上得到了明暗相间的条纹.4.出现明暗条纹的条件

当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的偶数倍时(即恰好等于波长的整数倍时)，两列光在该点相互加强，该点出现亮条纹；当两个光源与屏上某点的路程差等于半波长的奇数倍时，两列光在该点相互削弱，该点出现暗条纹.5.计算波长的公式

相邻两条明条纹(或暗条纹)的间距为Δx＝λ.(其中d为两缝间距，l为两缝到屏的距离，λ为光的波长)

二、薄膜干涉

1.原因：单色平行光射到肥皂泡液薄膜上，液膜的前后两个表面反射回来的两列光是相干光.2.现象

(1)肥皂泡上出现明暗相间的条纹或区域，不同波长的单色光照射，条纹间距不同.(2)若用白光照射，液膜上出现彩色条纹.3.光的干涉的应用

(1)利用薄膜干涉法检查平面的平整程度.(2)利用双缝干涉实验可以测光的波长.在室内打开两盏电灯时，能看到干涉现象吗？

提示：不能看到，两盏电灯不是相干光源.对光的干涉的进一步理解

1.光的干涉现象及条件

(1)光的干涉：在两列光波的叠加区域，某些区域振动相互加强，出现亮纹，某些区域振动相互减弱，出现暗纹，且加强和减弱的区域相间，即亮纹和暗纹相间的现象.(2)光的干涉条件：两列光波的频率相同、振动方向相同和相位差恒定.能发生干涉的两列光波称为相干波，如果两个光源发出的光能够产生干涉，这样的两个光源称为相干光源，相干光源可通过把同一束光分成两列来获得.2.双缝屏的作用

平行光照射到双缝S1、S2上，这样一束光被分成两束频率相同和振动情况完全一致的相干光.3.屏上某处出现亮、暗条纹的条件

频率相同的两列波在同一点引起的振动的叠加，如亮条纹处某点同时参与的两个振动步调总是一致的，即振动方向总是相同的，总是同时过最高点、最低点、平衡位置.暗条纹处振动步调总相反，具体产生亮、暗条纹的条件为：

(1)亮条纹的条件

屏上某点P到两缝S1和S2的路程差正好是波长的整数倍或半波长的偶数倍.即|PS1－PS2|＝kλ＝2k·(k＝0，1，2，3…).k＝0时，PS1＝PS2，此时P点位于屏上的O处，为亮条纹，此处的条纹叫中央亮纹.(2)暗条纹的条件

屏上某点到两条缝S1和S2的路程差正好是半波长的奇数倍：即：|PS1－PS2|＝(2k＋1)(k＝0，1，2，3…).为了满足相干条件，在做双缝干涉实验时，一般在双缝前再加一单缝.命题视角1　对杨氏干涉实验的理解

(多选)双缝干涉部分实验装置如图所示，调整实验装置使得像屏上可以见到清晰的干涉条纹，关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是()

A．若将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

B．若将像屏向左平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化

C．若将像屏向上平移一小段距离，屏上仍有清晰的干涉条纹

D．若将像屏向上平移一小段距离，屏上的干涉条纹将不会发生变化

[解析]　双缝干涉发生后，并不只在有像屏处有干涉图样，而是在双缝右侧的空间，只要通过双缝后，在两列光相遇的地方叠加都能发生光的干涉现象，并且在新的位置仍很清晰，A、C、D正确.[答案]　ACD

命题视角2　双缝干涉中明暗条纹的判断

如图所示为双缝干涉实验装置，当使用波长为6×10－7

m的橙色光做实验时，光屏P点及上方的P1点形成相邻的亮条纹.若使用波长为4×10－7

m的紫光重复上述实验，在P和P1点形成的亮、暗条纹的情况是()

A．P和P1都是亮条纹

B．P是亮条纹，P1是暗条纹

C．P是暗条纹，P1是亮条纹

D．P和P1都是暗条纹

[解析]　＝＝1.5＝.P1点对橙光：Δr＝n·λ橙，对紫光：Δr＝nλ橙＝n·λ紫＝3n·

因为P1与P相邻，所以n＝1，P1点是暗条纹.对P点，因为Δr＝0，所以仍是亮条纹，B正确.[答案]　B

双缝干涉中明暗条纹的判断方法

(1)判断屏上某点为亮条纹还是暗条纹，要看该点到两个光源(双缝)的路程差(光程差)与波长的比值；

(2)要记住光程差等于波长的整数倍处出现亮条纹，等于半波长奇数倍处为暗条纹；

(3)还要注意这一结论成立的条件是两个光源情况完全相同.1.关于杨氏双缝干涉实验，下列说法正确的是()

A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹

B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹

C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹

D．照射单缝的单色光的波长越短，光屏上出现的条纹宽度越宽

解析：选B．用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，A错；用红光作光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹(即黑条纹)相间，B对；红光和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，C错；单色光的波长越短，光屏上出现的条纹越窄，D错.薄膜干涉的原理及应用

1.薄膜干涉原理

光照在厚度不同的薄膜上时，在薄膜的不同位置.前后两个面的反射光的路程差不同，在某些位置两列波叠加后相互加强，于是出现亮条纹；在另一些位置，两列波相遇后被相互削弱，于是出现暗条纹.2.干涉法检查平面平整度

(1)如图所示，在被测平面上放一个透明的样板，在样板的一端垫一个薄片，使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层.用单色光照射时，从空气层的上、下两个表面反射的两列光波发生干涉.空气厚度相同的地方，两列光波的路程差相同，两列光波叠加时相互加强或减弱的情况相同，因此若被测表面是平的，干涉条纹就是一组平行的直线，如果干涉条纹是弯曲的，就表明被测表面不平.(2)被测平面凹下或凸起的形象判断法——矮人行走法，即把干涉条纹看成“矮人”的行走轨迹.让一个小矮人在两板间沿着一条条纹直立行走，始终保持脚踏被检板，头顶样板，在行走过程中：

①若遇一凹下，他必向薄膜的尖端去绕，方可按上述要求过去，即条纹某处弯向薄膜尖端，该处为一凹下.(如图中P点)

②若某处有一凸起，他要想过去，必向薄膜底部去绕，即条纹某处弯向薄膜底部方向时，该处必为一凸起.(如图中Q点)

3.增透膜的应用

在光学仪器中，为了减少光在光学元件表面的反射损失，可用薄膜干涉互相消抵来减少反射光.如照相机、测距仪、潜望镜上用的光学元件表面为了减少光的反射损失都镀上了介质薄膜，使薄膜的厚度是入射光在薄膜中波长的1/4，这样反射回来的两列光波经过的路程差恰好等于半个波长，它们干涉相互抵消.一般入射光是白光，增透膜不可能使所有的单色光干涉相互抵消，人眼对绿光最敏感，一般增透膜的厚度为绿光波长的1/4.为了减少在透镜表面由于光的反射带来的损失，可以在透镜表面上涂一层增透膜.当薄膜的厚度等于入射光在薄膜中波长的时，从薄膜的前后两个表面反射回来的光所经过的路程差恰好等于半个波长，使它们干涉相消，减小了反射光的能量，增强了透射光的能量.(1)一透镜表面涂了一层对绿光折射率为1.38的氟化镁薄膜，为使波长为5.52×10－7

m的绿光在薄膜上反射叠加相消，求所涂薄膜的厚度是多少.(2)试解释涂有增透膜的镜头为什么呈紫红色.[思路点拨]

解答本题时应注意以下两点：

(1)绿光在空气中的波长与薄膜中波长的大小关系；

(2)薄膜的厚度与波长的大小关系.[解析](1)由n＝＝＝得，光在镀膜中的波长λ＝＝

m＝4×10－7

m，所以所涂薄膜的厚度是＝1×10－7

m.(2)入射光一般是白光，增透膜不可能使所有的单色光干涉相消，由于人眼对绿光最敏感，绿光又居可见单色光的中间，所以增透膜的厚度等于绿光在薄膜中波长的，以消除的绿光为中心，这样红光和紫光没有得到显著的消弱，从镜头反射回来的光以红光和紫光为主，所以涂有增透膜的镜头呈紫红色.[答案]　见解析

2.如图所示，是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光源经滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的()

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

解析：选C．干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃之间的空气层.空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整.因此选项C是正确的.[随堂检测]

1.关于薄膜干涉，下列说法中正确的是()

A．只有厚度均匀的薄膜，才会发生干涉现象

B．只有厚度不均匀的楔形薄膜，才会发生干涉现象

C．厚度均匀的薄膜会形成干涉条纹

D．观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧

解析：选D．当光从薄膜的一侧照射到薄膜上时，只要前后两个面反射回来的光波的路程差满足振动加强的条件，就会出现明条纹，满足振动减弱的条件就会出现暗条纹.这种情况在薄膜厚度不均匀时才会出现；当薄膜厚度均匀时，不会出现干涉条纹，但也发生干涉现象.观察肥皂液膜的干涉现象时，观察者应和光源在液膜的同一侧.2.取两块平玻璃板，合在一起用手捏紧，会从玻璃板上看到彩色条纹，这是光的干涉现象，有关这一现象的叙述正确的是()

A．这是上下两块玻璃板的上表面反射光干涉的结果

B．这是两玻璃板间的空气薄层上下两表面的反射光相干涉的结果

C．这是上面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果

D．这是下面一块玻璃的上、下两表面的反射光干涉的结果

解析：选B．合在一起的平玻璃板间有空气，这种干涉属于薄膜干涉，是空气薄层上、下表面反射光干涉的结果，选项B正确.3.如图所示为一显示薄膜干涉现象的实验装置，P是附有肥皂薄膜的铁丝圈，S是一点燃的酒精灯，往火焰上撒些盐后，在肥皂膜上观察到的干涉图样应是图中的()

解析：选D．铁丝圈上的肥皂泡薄膜在重力作用下上薄下厚，在同一水平线上厚度基本一致，如果某一厚度处前后表面反射的同一列光波叠加得到加强，那么这一水平线上同一厚度处光波会加强，所以干涉条纹应是水平的.4.如图所示，在用单色光做双缝干涉实验时，若单缝S从双缝S1、S2的中央对称轴位置处稍微向上移动，则()

A．不再产生干涉条纹

B．仍可产生干涉条纹，且中央亮纹P的位置不变

C．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向上移

D．仍可产生干涉条纹，中央亮纹P的位置略向下移

解析：选D．本实验中单缝S的作用是形成频率一定的线光源，双缝S1、S2的作用是形成相干光源，稍微移动S后，没有改变传到双缝的光的频率，由S1、S2射出的仍是相干光，由单缝S发出的光到达屏上P点下方某点的光程差为零，故中央亮纹下移.5.在双缝干涉实验中，光屏上P点到双缝S1、S2的距离之差δ1＝0.75

μm，光屏上Q点到双缝S1、S2的距离之差为δ2＝1.5

μm.如果用频率为f＝6.0×1014

Hz的黄光照射双缝，则()

A．P点出现亮条纹，Q点出现暗条纹

B．Q点出现亮条纹，P点出现暗条纹

C．两点均出现暗条纹

D．两点均出现亮条纹

解析：选B．根据波长与波速的关系式：λ＝，得知黄光的波长λ＝0.5

μm，则P点到双缝S1和S2的距离之差δ1是黄光波长λ的1.5倍，即为半波长的奇数倍，P点出现暗条纹；而Q点到双缝S1、S2的距离之差δ2是黄光波长λ的3倍，即波长的整数倍，Q点出现亮条纹，所以选项B正确.

第四篇：(精品)高二物理人教选修3-4 11.5外力作用下的振动教案

学校：临清三中 学科：物理 编写人：刘明荣 审稿人：盛淑贞

第十一章 第五节

外力作用下的振动教案

一、教材分析

本节是人教版物理选修3-4 十一章第五节，由生活中常见的阻尼振动分析入手进而引入受迫振动的概念，然后通过演示实验说明受迫振动的周期与驱动力周期的关系，最后演示实验证明当f驱＝ｆ固时，物体做受迫振动的振幅最大，最后引入了共振的概念

二、教学目标 知识与技能

（1）能从能量的观点分析阻尼振动产生的原因

（2）掌握受迫振动的概念。探究受迫振动的频率与驱动力的频率的关系（3）理解共振的概念及产生条件，知道常见的共振的应用和危害 过程与方法：

通过实验探究受迫振动频率与驱动力频率及共振条件 情感态度与价值观

体会物理与生活的紧密联系，培养热爱生活的情趣

三、教学重点难点 重点：

1.什么是受迫振动.2.什么是共振及产生共振的条件 难点：

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

四、学情分析.1、教学中应该充分发挥实验的作用，使学生理解物体在做受迫振动时其频率跟驱动力频率的关系，以及受迫振动的频率与物体固有频率接近时，振动的特点.2．在做共振实验时，也可以用如下的实验代替课本中图9-33的实验。即在同一块薄木板上固定许多长度不同，但质地、粗细相同的小木棒，振动其中的一个，观察其他小木棒哪一个振动得最剧烈。

3．注意引导学生多思考一下共振在实际中的应用(如乐器的共鸣箱等)以及避免共振的做法，培养学生理论联系实际的能力和习惯。

五、教学方法

实验、讨论

六、课前准备

弹簧振子、受迫振动演示仪、摆的共振演示器

七、课时安排 1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

现场演示弹簧振子的运动，提出问题：弹簧振子为什么会停下来而不一直运动下去？那么如何才能让它永不停息的运动呢？

（三）合作探究、精讲点播

学生带着上述问题阅读课本17-18页内容。（给予学生2-3分钟时间）

现在以弹簧振子为例讨论一下简谐运动的能量问题。

问：振子从B向O运动过程中，它的能量是怎样变化的？引导学生答出弹性势能减少，动能增加。

问：振子从O向C运动过程中能量如何变化？振子由C向O、又由O向B运动的过程中，能量又是如何变化的？

问：振子在振动过程中总的机械能如何变化？引导学生运用机械能守恒定律，得出在不计阻力作用的情况下，总机械能保持不变。

教师指出：将振子从B点释放后在弹簧弹力（回复力）作用下，振子向左运动，速度加大，弹簧形变（位移）减少，弹簧的弹性势能转化为振子的动能。当回到平衡位置O时，弹簧无形变，弹性势能为零，振子动能达到最大值，这时振子的动能等于它在最大位移处（B点）弹簧的弹性势能，也就是等于系统的总机械能。

在任何一位置上，动能和势能之和保持不变，都等于开始振动时的弹性势能，也就是系统的总机械能。

由于简谐运动中总机械能守恒，所以简谐运动中振幅不变。如果初始时B点与O点的距离越大，到O点时，振子的动能越大，则系统所具有的机械能越大。相应地，振子的振幅也就越大，因此简谐运动的振幅与能量相对应。

问：怎样才能使受阻力的振动物体的振幅不变，而一直振动下去呢？引导学生答出，应不断地向系统补充损耗的机械能，以使振动物体的振幅不变。

指出：这种振幅不变的振动叫等幅振动。

举几个等幅振动的例子，例如电铃响的时候，铃锤是做等幅振动。电磁打点计时器工作时，打点针是做等幅振动。挂钟的摆是做等幅振动。它们的共同特点是，工作时振动物体不断地受到周期性变化外力的作用。

这种周期性变化的外力叫驱动力。

在驱动力作用下物体的振动叫受迫振动。

再让学生举几个受迫振动的例子，例如内燃机气缸中活塞的运动，缝纫机针头的运动，扬声器纸盆的运动，电话耳机中膜片的运动等都是受迫振动。

问：受迫振动的频率跟什么有关呢？ 让学生注意观察演示（图3）。用不同的转速匀速地转动把手，可以发现，开始振子的运动情况比较复杂，但达到稳定后，振子的运动就比较稳定，可以明显地观察到受迫振动的周期等于驱动力的周期。这样就可以得到物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，而跟振子的固有频率无关。

问：受迫振动的振幅又跟什么有关呢？ 演示摆的共振（装置如图4），在一根绷紧的绳上挂几个单摆，其中A、B、G球的摆长相等。当使A摆动起来后，A球的振动通过张紧的绳给其余各摆施加周期性的驱动力，经一段时间后，它们都会振动起来。驱动力的频率等于A摆的频率。实验发现，在A摆多次摆动后，各球都将以A球的频率振动起来，但振幅不同，固有频率与驱动力频率相等的B、G球的振幅最大，而频率与驱动力频率相差最大的D、E球的振幅最小。

明确指出：驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振。

讲解一下共振在技术上有其有利的一面，也存在不利的一面。结合课本让同学思考，在生活实际中利用共振和防止共振的实例。

（四）反思总结、当堂检测

支持火车车厢的弹簧的固有频率为2Hz，行驶在每节铁轨长10米的铁路上，则当运行速度为____m/s时，车厢振动最剧烈。[20m/s]

（五）发导学案、布置作业

九、板书设计

1物体在驱动力作用下的振动是受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率； 2．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，受迫振动振幅最大的现象叫共振

十、教学反思

本节概念较多，需要让学生在理解基本概念的基础上解决基本问题！

第五节外力作用下的振动学案

课前预习学案

一、预习目标

1、能从能量角度分析阻尼振动产生原因

2、知道受迫振动的概念，利用实验探究其频率与驱动力频率的关系

二、预习内容 1 振动叫做阻尼振动

2当振动系统受到阻力的作用时，系统克服阻力的作用要做功，消耗，因而振幅减小，最终停下来。的振动叫受迫振动。

4受迫振动频率（大于/小于/等于）驱动力频率

5当 时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

三、提出疑惑

课内探究学案

一、学习目标

通过实验探究共振的产生条件

二、学习过程

1分组讨论阻尼振动产生的原因及避免方法

2互相合作通过实验探究受迫振动频率与驱动率频率关系及共振条件

【典型例题】

汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k=1.5×105 N/m.汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f=

12gf（ll为弹簧的压缩长度）.若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2 Hz，已知汽车的质量为600 kg，每个人的质量为70 kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？

三、反思总结

四、当堂检测

1.铁路上每根铁轨长12 m，若支持车厢的弹簧固有周期是0.6 s，列车以下列哪一速度行驶时，车厢振动得最厉害（）A.20m/s

B.5 m/s

C.6 m/s

D.12 m/s 2.如图11-5-4所示是一个做阻尼振动的物体的振动图象，A、B两点所在直线与横轴平行.下列说法正确的是（）

图11-5-4 A.物体A时刻的动能等于B时刻的动能 B.物体A时刻的势能等于B时刻的势能 C.物体A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.物体A时刻的机械能大于B时刻的机械能

3.如图11-5-5所示，在一根弹性木条上挂几个摆长不等的单摆，其中A、E的摆长相等，A摆球的质量远大于其他各摆.当A摆振动起来后，带动其余各摆也随之振动，达到稳定后，以下关于各摆振动的说法正确的是（）

图11-5-5 A.各摆振动的周期都相等

B.C摆振动的振幅最大 C.B、C、D、E四摆中，E摆的振幅最大

D.C摆振动的周期最大

4.A、B两个弹簧振子，A的固有频率为f，B的固有频率为4f.若它们均在频率为3f的驱动力作用下做受迫振动，则（）A.A的振幅较大，振动频率为f

B.B的振幅较大，振动频率为3f C.A的振幅较大，振动频率为3f

D.B的振幅较大，振动频率为4f 5.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是（）A.机械能守恒

B.能量正在消失

C.总能量守恒，机械能减小

D.只有动能和势能的相互转化

课后练习与提高

1图11-5-6中，两小球质量分别为M和m（M>m），悬挂在同一根水平拉紧的绳上，先使M摆动，则以下说法正确的是（）

图11-5-6 A.m的摆动周期几乎与M的周期相等

B.m的振幅随l1长短的改变而改变 C.l1=l2时，m有最大振幅

D.l1=l2时，m的振幅有可能大于M的振幅

2.如图11-5-7所示，沿波的传播方向上有间距都为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置.一列横波以1 m/s的速度水平向右传播，t=0时到达质点a，质点a开始由平衡位置向上运动.t=1 s时，质点a第一次到达最高点，则在4 s

图11-5-7 A.质点c的加速度逐渐增大

B.质点a的速度逐渐增大 C.质点d向下运动

D.质点f保持静止 3.(2006广东高考)铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击.由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动.普通钢轨长为12.6 m，列车固有振动周期为0.315 s.下列说法正确的是（）A.列车的危险速率为40 m/s B.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象 C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行 4.如图11-5-8所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时摆球的最大速度和最大加速度各为多少？（g取10 m/s2）

图11-5-8 5.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图11-5-9所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动.匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图11-5-10所示.当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图11-5-11所示.若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则

图11-5-9

图11-5-10

图11-5-11 A.由图线可知T0=4 s

B.由图线可知T0=8 s C.当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小 D.当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小

参考答案 当堂检测 1A 2 BD 3 AC 4B 5 C

课后练习与提高 ABCD

2、ACD

3、AD

4、l=1 m Am=8 cm vm=0.25 m/s am=0.8 m/s2

5、AC

第五篇：人教新课标版高二选修3-1 1.5电势差教案

人教新课标版高二选修3-1 1.5电势差教案

教学三维目标：

（一）知识与技能 理解电势差的概念；会计算点电荷在电场力作用下，从电场中一点移动到另一点时电场力所做的功；

（二）过程与方法

知道电势和电势差的关系；

（三）情感态度与价值观

培养学生概括、归纳、类比的能力和抽象思维能力。教学重点和难点：

1、重点：电势差的概念，电势能的改变与电场力做功的关系，电功计算。

2、难点：电势差的定义（比值）及“在电场中电场力对电荷做功引起电荷的电势能的减少”的认识。

教学过程：

一、新课教学：

1、电势差：（又叫电压）（1）定义：

电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功WAB与电荷量q的比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。

（2）定义式：UABWAB q（3）单位：伏特 符号：V 1V=1J/C（4）物理意义：

电势差的值即为电场力作用下两点间移动一库仑的正电荷电场力做的功。

例如：UAB=10V，移动1库仑正电荷电场力做功为10J，移动1库仑负电荷电场力做功－10J。

2、电势与电势差的比较：

（1）电势差是电场中两点间的电势的差值，UABAB

（2）电场中某一点的电势的大小，与选取的参考点有关；电势差的大小，与选取的参考点无关。

（3）电势和电势差都是标量，单位都是伏特，都有正负值； 电势的正负表示该点比参考点的电势大或小； 电势差的正负表示两点的电势的高低。

3、应用WABqUAB计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：

WAB＞0，电场力做正功；WAB＜0，电场力做负功；

UAB＞0，A＞B；UAB＜0，A＜B

二、典型例题分析： 【例1】教材P24页 例1

－9【例2】将一个电量为－2×10C的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力做－8功1.4×10J，N、M两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M移到N，电场力做什么功？UMN为多少？

【解析】（1）WNM=－1.4×10J，UNM－8

WNM1.41087V 9q210（2）WMN=1.4×10J，UMN－8

WMN1.41087V

q2109说明：应用WABqUAB计算时，注意各物理量用正负值代入。

【例3】一个电荷量为1×10C的电荷，从电场外某点移到电场内的一点A时，克服电场力做功0.006J，则A点的电势为 600 V；如果此电荷从电场外移到电场内的另一点B时，电场力做功0.002J，则B点的电势为 200 V，UAB= 400 V；若有另一电荷量为0.2C的负电荷从A移到B点，电场力做正功，大小为 80 J。

三、课堂小结：

1、电势差和电势的概念；

2、电势差和电势的区别；

3、应用WABqUAB计算时的注意事项。

－

5四、随堂精练：

1、若带正电荷的小球只受到电场力作用，则它在电场中（）A、一定沿电场线由高电势处向低电势处运动； B、一定沿电场线由低电势处向高电势处运动；

C、不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动； D、不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动。

－92、一个带正电的质点，电量q=2.0×10C，在静电场中由a点移到b点，在这过程中，－5－5除电场力外，其他力作的功为6.0×10J，质点的动能增加了8.0×10J，则a、b两点间的电势差Ua－Ub为（）

44A、3×10 V

B、1×10V

44C、4×10 V

D、7×10 V

参考答案：

1、D；

2、B 教后记：

1、在讲解电势差和电势的关系时还应该采用类比法（和高度，高度差相比），因怕学生混淆概念，没有敢讲，结果效果并不理想。

在电场力做功与电势能的变化的关系讲解上给了学生一些有用的结论，学生判断较熟练。