机械运动。

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点，帮助教师掌握上课时的教学节奏。教案的内容具体要怎样写呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《机械运动》，欢迎您参考，希望对您有所助益！

教学目标

知识目标

1、知道什么是机械运动，什么是参考系，知道运动和静止的相对性．
2、理解质点的概念，知道质点是用来代替实际物体的有质量的点，是一种理想化的物理模型，知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定．
3、知道时间和时刻的区别与联系．
4、理解位移的概念，知道位移是表示质点位置变化的物理量，是矢量，能够区别位移和路程．

能力目标

1、培养学生自主学习的能力，训练学生发现问题，提出问题，解决问题的能力．
2、培养学生的实验能力，学会使用打点计时器，并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论．

情感目标

1、激发学生学习兴趣，培养学生良好的意志品质．

教学建议

教材分析

本节教材主要有以下一些概念：机械运动，参考系，质点，时刻和时间间隔，位移和路程，重点是质点和位移的概念，难点是位移概念．教材在本章开始处列举了大量的实例，给出机械运动的概念，在本节一开始，也是通过生动的实例，给出参考系的概念，接着从研究对象的角度，学习质点的概念，渗透理想化思维方法；再进一步学习时刻与时间，位移和路程等概念．每一小节重点突出，又相互关联，实例鲜明，配图恰当，便于学生的接受，是进一步学习的基础．

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本节教材的特点是概念较多，很多知识初中时学过，并且这些知识与生活实际密切相关，建议让同学自学讨论的方法进行，可让同学提前预习或课上给出时间看书，教师提出一些问题，或让同学看书后提出问题，展开讨论，达到掌握知识，提高能力的目的，并结合多媒体资料加深理解和巩固.

教学设计示例

教学重点：质点和位移的概念

教学难点：位移概念的引入与理解

主要设计：

一、参考系：
（一）提出问题，引起思考和讨论．
1、什么叫机械运动？请举一些实例说明．
2、描述物体是否运动，先要选定什么？看什么量是否在改变？什么叫参考系？为什么说运动是绝对的，静止是相对的？
3、同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明．
4、选择参考系的原则是什么？（虽然参考系可以任意选取，但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取）
（二）展示多媒体资料，加深理解（穿插在讨论问题之间进行）
1、太阳系资料：行星绕太阳运转情况．
2、银河系资料：星系旋转情况．
3、电子绕原子核运转情况．
4、飞机空投物资情况．
二、质点：
（一）提出问题，引起思考和讨论：
1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离？把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高？汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离？以上几种情况用不用考虑这些物体的形状和大小？
2、什么叫质点？
3、小物体一定能看成质点吗？大物体一定不能看成质点吗？请举例说明？
4、什么叫轨迹？什么叫直线运动？什么叫曲线运动？
（二）展示多媒体资料，加深理解．
1、火车（200米长）穿山洞（100米长）情况．
2、地球公转及自转情况．
（三）总结提高：
1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题，关键在于对物体的运动情况进行具体分析，在我们研究的问题中，物体的形状、大小，各部分运动的差异等，如果对我们研究的问题影响不大，就可以把该物体看成一个质点．
2、学习质点概念时，要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法，我们抓住问题中物体的主要特征，简化对物体的研究，把物体看成一个点，这是实际物体的一种理想化模型，是实际物体的一种近似．
三、时刻和时间间隔
提出问题，引起思考和讨论．
1、“上午8时开始上课”，到“8时45分下课”，这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么？“每一节课45分”的含义又是什么？
2、“现在是北京时间8点整”中“8点”的含义是什么？
3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么？
四、位移和路程
（一）提出问题引起思考和讨论：
1、说“物体由A点移动500米到达B点”，清楚吗？
2、如何描述物体位置的变化？
3、什么叫位移？为什么说位移是矢量？
4、位移和路程有什么区别？它们之间有关系吗？
（二）展示多媒体资料，加深理解．
1、从天津到上海，海、陆、空三种路线抵达情况．
2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况．

探究活动

1、请你手托一石子水平匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况？再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗？请解释原因.

2、找一份《旅客列车时刻表》分析一下趟列车全程运行的总时间？各站点的停留时间？相邻两站间的运行时间？

延伸阅读

高一物理教案：《机械运动》教学设计

俗话说，凡事预则立，不预则废。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容，帮助授课经验少的高中教师教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢？下面的内容是小编为大家整理的高一物理教案：《机械运动》教学设计，希望能为您提供更多的参考。

高一物理教案：《机械运动》教学设计

教学目标

知识目标

1、知道什么是机械运动，什么是参考系，知道运动和静止的相对性.

2、理解质点的概念，知道质点是用来代替实际物体的有质量的点，是一种理想化的物理模型，知道是否能把研究对象看作质点要根据研究的问题决定.

3、知道时间和时刻的区别与联系.

4、理解位移的概念，知道位移是表示质点位置变化的物理量，是矢量，能够区别位移和路程.

能力目标

1、培养学生自主学习的能力，训练学生发现问题，提出问题，解决问题的能力.

2、培养学生的实验能力，学会使用打点计时器，并会通过分析纸带上的数据得出相应的结论.

情感目标

1、激发学生学习兴趣，培养学生良好的意志品质.

教学建议

教材分析

本节教材主要有以下一些概念：机械运动，参考系，质点，时刻和时间间隔，位移和路程，重点是质点和位移的概念，难点是位移概念.教材在本章开始处列举了大量的实例，给出机械运动的概念，在本节一开始，也是通过生动的实例，给出参考系的概念，接着从研究对象的角度，学习质点的概念，渗透理想化思维方法;再进一步学习时刻与时间，位移和路程等概念.每一小节重点突出，又相互关联，实例鲜明，配图恰当，便于学生的接受，是进一步学习的基础.

教法建议

本节教材的特点是概念较多，很多知识初中时学过，并且这些知识与生活实际密切相关，建议让同学自学讨论的方法进行，可让同学提前预习或课上给出时间看书，教师提出一些问题，或让同学看书后提出问题，展开讨论，达到掌握知识，提高能力的目的，并结合多媒体资料加深理解和巩固.

教学设计示例

教学重点：质点和位移的概念

教学难点：位移概念的引入与理解

主要设计：

一、参考系：

(一)提出问题，引起思考和讨论.

1、什么叫机械运动?请举一些实例说明.

2、描述物体是否运动，先要选定什么?看什么量是否在改变?什么叫参考系?为什么说运动是绝对的，静止是相对的?

3、同一运动，如果选取的参考系不同，运动情况一般不同，请举例说明.

4、选择参考系的原则是什么?(虽然参考系可以任意选取，但实际上总是本着观测方便和使运动的描述尽可能简单的原则选取)

(二)展示多媒体资料，加深理解(穿插在讨论问题之间进行)

1、太阳系资料：行星绕太阳运转情况.

2、银河系资料：星系旋转情况.

3、电子绕原子核运转情况.

4、飞机空投物资情况.

二、质点：

(一)提出问题，引起思考和讨论：

1、投掷手榴弹时怎样测量投掷距离?把教室的椅子从第五排移到第一排怎样测量椅子移动的距高?汽车绕操场一周怎样测量它经过的距离?以上几种情况用不用考虑这些物体的形状和大小?

2、什么叫质点?

3、小物体一定能看成质点吗?大物体一定不能看成质点吗?请举例说明?

4、什么叫轨迹?什么叫直线运动?什么叫曲线运动?

(二)展示多媒体资料，加深理解.

1、火车(200米长)穿山洞(100米长)情况.

2、地球公转及自转情况.

(三)总结提高：

1、对于什么样的物体才可以看成质点的问题，关键在于对物体的运动情况进行具体分析，在我们研究的问题中，物体的形状、大小，各部分运动的差异等，如果对我们研究的问题影响不大，就可以把该物体看成一个质点.

2、学习质点概念时，要有意识地向学生介绍一种科学抽象的方法，我们抓住问题中物体的主要特征，简化对物体的研究，把物体看成一个点，这是实际物体的一种理想化模型，是实际物体的一种近似.

三、时刻和时间间隔

提出问题，引起思考和讨论.

1、“上午8时开始上课”，到“8时45分下课”，这里“8时”和“8时45分”的含义各是什么?“每一节课45分”的含义又是什么?

2、“现在是北京时间8点整”中“8点”的含义是什么?

3、校百米纪录是10.21s、第2s末、第2s内的含义各是什么?

四、位移和路程

(一)提出问题引起思考和讨论：

1、说“物体由A点移动500米到达B点”，清楚吗?

2、如何描述物体位置的变化?

3、什么叫位移?为什么说位移是矢量?

4、位移和路程有什么区别?它们之间有关系吗?

(二)展示多媒体资料，加深理解.

1、从天津到上海，海、陆、空三种路线抵达情况.

2、在400米跑道上进行200米跑和400米跑情况.

探究活动

1、请你手托一石子水平匀速前进，突然释放石子，观察石子的运动情况?再请站在路边的人观察石子的运动情况.二者观察到的运动轨迹一样吗?请解释原因.

2、找一份《旅客列车时刻表》分析一下趟列车全程运行的总时间?各站点的停留时间?相邻两站间的运行时间?

高一物理必修2《机械运动》复习课教案

高一物理必修2《机械运动》复习课教案
一、知识梳理（课前完成）
1．弹簧振子的振动：
弹簧振子是一个理想化的物理模型。弹簧振子的振动是________，其位移随时间按____规律变化，其位移－时间图象是一条_______曲线。
2．描述简谐运动的物理量有：
（1）振幅：振动物体离开__________的最大距离。描述物体的振动_______。
与位移的区别和联系：振幅是标量，位移是_______；振幅等于________位移的数值；在一个确定的简谐运动中，振幅是不变的，位移是___________的。
（2）周期：做简谐运动的物体完成一次_________所需的时间。
（3）频率：单位时间内完成的_________的次数。周期和频率之间的关系：_______
（4）相位：是表示物体________的物理量，用相位来描述
t/s
x/cm
O
A
0.2
0.4
0.5
简谐运动在一个全振动中所处的阶段。
简谐运动的振动方程为：x=Asin（t+）
如图所示是A、B两个弹簧振子的振动图象，则它们的相位差是=__________。
3．简谐运动的动力学特征：
（1）回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到__________，且始终指向__________的力，叫回复力。
做简谐运动的质点，回复力总满足F=-kx的形式。式中k是_________。
回复力与加速度的方向总是与位移方向__________。
速度方向与位移方向有时_______，有时________；速度方向与回复力、加速度的方向也是有时_______，有时_______。因而速度的方向与其它各物理量的方向间没有必然联系。
4．简谐运动的能量：简谐运动系统的动能和势能相互转化，机械能_______。
5．单摆的振动：
O
A
A
G
F
L
G1
G2
（1）单摆模型：悬挂小球的细线的_______和_______可以忽略，线长又比球的直径_______。实际单摆的摆长是从悬点到小球的______，在观察的时间内可以不考虑各种阻力。
（2）单摆的回复力：重力G沿圆弧切线方向的分力G1=________（如图所示）提供了使摆球振动的回复力，在偏角很小时，sin______
所以单摆的回复力为_________
式中各符号的意义为：_______________________________________________________
（3）单摆的周期：在偏角很小的情况下，单摆做简谐运动。其周期与振幅无关，与决定与摆长、重力加速度。
公式：______________
（4）单摆周期公式的应用：测定当地的_________。
6．阻尼振动：振幅逐渐________的振动，叫做阻尼振动。当阻尼很小时，在一段不太长的时间内，看不出振幅有明显的减小，就可以把它作为理想振动来处理。
O
f
f＇
A
7．受迫振动：物体在外界_________作用下所做的振动叫受迫振动。①物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于________的频率；②受迫振动的频率跟物体的_______频率没有关系。
8．共振：驱动力频率等于物体的_______频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
共振曲线，如图所示。
二、本章专题归纳（这些题分小组讨论做完且讨论做出的题请小组派代表讲解老师最后点评）
专题（一）简谐运动的规律
【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
针对练习1：弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。某时刻振子处于B点。经过0.5s，振子首次到达C点。求：
（1）振动的周期和频率；
（2）振子在5s内通过的路程及位移大小；
（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4cm处P点的加速度大小的比值。
专题（二）简谐运动的动力学特征的应用
【例2】试证明竖直方向的弹簧振子的振动是简谐运动。
针对练习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？
专题（三）单摆的周期公式的应用
【例3】已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？
针对练习3：固定圆弧轨道弧AB所含度数小于5，末端切线水平。两个相同的小球a、b分别从轨道的顶端和正中由静止开始下滑，比较它们到达轨道底端所用的时间和动能：ta＿＿tb，Ea＿＿2Eb。
专题（四）简谐运动的图象
【例4】劲度系数为20N／cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（）
A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的负方向
B．振子的速度方向指向x轴的正方向
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
针对练习4：摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（）
专题（五）受迫振动和共振
【例5】把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛。不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15s；在某电压下，电动偏心轮的转速是88r/min。已知增大电动偏心轮的电压可以使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。为使共振筛的振幅增大，以下做法正确的是（）
A．降低输入电压B．提高输入电压
C．增加筛子质量D．减小筛子质量
针对练习5：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
三、课后训练
1．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m．则两单摆摆长la与lb分别为
A．la＝2.5m，lb＝0.9mB．la＝0.9m，lb＝2．5m
C．la＝2.4m，lb＝4.0mD．la＝4.0m，lb＝2.4m
2．一个弹簧振子在AB间作简谐运动，O是平衡位置，以某时刻作为计时零点（）。经过周期，振子具有正方向的最大加速度。那么以下几个振动图中哪一个正确地反映了振子的振动情况？（）
3．如下图所示，一个小铁球，用长约10m的细线系牢，另一端固定在O点，小球在C处平衡，第一次把小球由C处向右侧移开约4cm，从静止释放至回到C点所用时间为；第二次把小球提到O点，由静止释放，到达C点所用的时间为，则（）
A．B．=C．D．无法判断
4．一个单摆作简谐运动，若使摆球质量变为原来的4倍，而通过平衡位置时的速度变为原来的，则（）
A．频率不变，振幅不变B．频率不变，振幅改变
C．频率改变，振幅不变D．频率改变，振幅改变
5．甲、乙两个单摆的振动图线如图所示。根据振动图线可以断定（）
A．甲、乙两单摆摆长之比是4∶9
B．甲、乙两单摆振动的频率之比是2∶3
C．甲摆的振动能量大于乙摆的振动能量
D．乙摆的振动能量大于甲摆的振动能量
6．如图所示，一块质量为2kg、涂有碳黑的玻璃板，在拉力F的作用下竖直向上做匀变速直线运动．一个频率为5Hz的振动方向为水平且固定的振针，在玻璃板上画出了如图所示的图线，量得OA=1cm，OB=4cm，OC=9cm．求拉力F的大小．（不计一切摩擦阻力，取g=10m/s2）
课后训练参考答案：
１．B2．D3．A4．B5．A
6．OA=1cmAB=3cm
BC=5cm
因为：TOA=TAB=TBC=T/2=0.1s
根据:s=aT2
a==2m/s2
F-mg=ma
得：F=mg+ma=24N

沪科版高一物理下册《机械运动》教案

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，教师要准备好教案，这是教师需要精心准备的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，让教师能够快速的解决各种教学问题。那么，你知道教案要怎么写呢？考虑到您的需要，小编特地编辑了“沪科版高一物理下册《机械运动》教案”，供大家参考，希望能帮助到有需要的朋友。

沪科版高一物理下册《机械运动》教案

一、教学任务分析

机械运动是本章的第一节，同时也是后面学习直线运动的基础。

学习本节知识之前，学生需积累较多的相关生活经验，知道生活中关于运动和静止的一些自然常识，如地球会绕太阳转等。本节内容与人们的日常生活紧密联系，有着广泛的现实意义。

本设计从“手抓子弹”的小故事引入。通过对生活中的多个实例交流并归纳出机械运动概念。通过动手实验和小组讨论的方法归纳出要判断一个物体的运动情况，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。最后通过对生活中典型实例的解释，进一步巩固参照物的概念，同时解决“如何选取合适参照物？”的问题。

本节课的学习强调学生的主动参与，使学生感受物理与生活密切相关。通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

二、教学目标

1、知识与技能

（1）知道机械运动；知道参照物的概念。

（2）知道运动和静止的相对性。

（3）知道一切物体都在运动，绝对静止的物体是不存在的。

（4）学会用参照物解释物体的运动情况。

2、过程与方法

通过实验建立参照物的我概念，形成研究机械运动时如何选取合适的参照物的方法。

3、态度、情感与价值观

（1）能用所学的知识解释与生活有关的机械运动情况，感受物理与生活密切相关。

（2）通过讨论选择不同的参照物对同一物体运动情况的描述可能不同，认识到物体运动的相对性，进而初步体验辩证唯物主义运动观。

三、教学重点和难点

重点：参照物，运动和静止的相对性。

难点：学会选择合适的参照物。

四、教学资源

1、器材：磁带盒，白纸。

2、学习活动卡

五、教学设计思路

本设计的内容包括两个方面：一是机械运动的概念。二是参照物概念的建立。

本设计的基本思路是：从生活中的具体例子和体验得出机械运动的概念。当判断生活中的物体的运动情况时出现矛盾，从而激发学生的求知欲，然后通过实验、举例和讨论得出要判断一个物体的运动情况时，必须先选择合适的参照物，即得出选取参照物的必要性和重要性。

本设计要突出的重点是：参照物，运动和静止的相对性。方法是：当判断生活中的物体的运动情况出现矛盾时，通过动手实验和小组讨论的方法得出：物体的运动和静止是相对的，要判断一个物体的运动情况前，必须先选择合适的参照物。

本设计要突破的难点是：学会选择合适的参照物。方法是：通过对几个典型例子的解释的手段学会如何选择合适的参照物。

本设计强调学生的主动参与，重视概念的形成过程以及伴随这一过程的方法的教育。

完成本设计的内容需1课时。

六、教学流程.

1、教学流程图

情景

小故事

2、流程图说明

情境一战期间，一个法国飞行员在2000米高空飞行时，不经意间竟徒手抓到一颗子弹！

问题设问1

我们如何判断一个物体是否运动？

活动1举例、交流、讨论

通过生活中的实例交流、讨论并归纳得出判断一个物体是否运动的依据是它相对于另一个物体的位置是否发生变化。

问题设问2

如何科学地判断物体的运动情况？判断的依据是什么？

活动2实验、讨论、举例

带着问题做白纸拖动磁带盒的实验并判断磁带盒是否运动？对实验结果进行讨论分析得出：运动和静止是相对的。再分组讨论判断物体运动情况的依据到底是什么？从而得出参照物选取的必要性和重要性。

活动3解释、应用

训练用物理语言来科学地解释生活中物体的运动情况。然后通过对几个典型例子的分析学会根据具体情况选取合适的参照物。通过学生喜闻乐见的动画片“唐老鸭”，提出思考题：假如你是导演，你将如何设计唐老鸭从空中坠落的镜头？

3、教学主要环节本设计可分为二个主要的教学环节。

第一环节，通过对生活中的多个实例交流并归纳出机械运动概念：一个物体相对于另一个物体位置的变化。

第二环节，当判断生活中的物体的运动情况出现矛盾时，通过动手实验和小组讨论的方法归纳出要判断一个物体的运动情况，必须先选择合适的参照物。通过对生活中典型实例的解释，进一步巩固参照物的概念，同时突破“如何选取合适参照物”的教学难点。

七、教案

（一）机械运动

1．课题引入

在第一次世界大战期间，有一个法国飞行员在2000米高空飞行时，发现身边似乎有一条“小虫”在蠕动着，他伸手一抓，竟是一颗德国制造的子弹！这是怎么回事？子弹的运动应该是很快的，为何在这位飞行员眼中，它的运动是如此缓慢？这颗子弹的运动情况该如何科学地描述呢？

2．机械运动

生活中我们如何判断一个物体是否运动？

（1）黑板擦运动了吗？你的判断依据是什么？

（2）教室内正在走动的老师运动了吗？你判断的依据是什么？

（3）树木、房屋呢？地球呢？……

学生通过对实例的交流讨论得到：物体是否运动的判断依据是：一个物体相对于另一个物体的位置是否发生了变化。

机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置发生了变化。

（二）参照物

1．运动和静止的相对性

那我们就用这个判断依据来判断一下周围物体的运动情况：

（1）教室内正在走动的老师运动了吗？为什么？

（运动了，因为老师相对于讲台的位置发生了变化）

（2）讲台运动了吗？为什么？

（没有，因为讲台相对于教室的位置没有变化）

（3）教室运动了吗？路边的树木呢？

（没有，因为他们相对于地面的位置没有变化）

我们生活的地球运动了吗？为什么？那教室和树木呢？

……………………………………

同一个物体（教室或树木）的运动情况得到相反的结论而引发矛盾：物体的运动情况到底该如何判断？

好，接下去，我们就带着这个问题做一个小实验（活动卡42页）

问题：磁带盒运动了吗？你判断的依据是什么？

学生边实验边讨论得出两个不同的结论，即磁带盒相对于桌子运动了，但相对于白纸没有运动。再引导学生重新描述一下刚才各个物体的运动情况，从而得出运动和静止是相对的。

2．参照物

当我们要判断一个物体是否运动时，总要有个大家都认可的统一的说法，否则就没有意义了。

接下去就请大家就刚才所做的实验再讨论一下，按照怎样的判断依据来确定磁带盒的运动情况。

学生分组讨论，教师巡视点拨。

（以桌子为标准，磁带盒是运动的；以白纸为标准，磁带盒是不动的）

看来判断一个物体是否运动，我们的首要任务是确定一个标准。

参照物：判断一个物体是否运动时，被选作标准的物体。

学生互相提问、解释（注意训练规范的物理用语）。

那大家能否找到一个绝对静止的物体？

通过讨论得：运动是绝对的，静止是相对的。

3．参照物的选取

要判断一个物体是否运动首先要确定参照物，那这个参照物该如何选取呢？

（1）手抓子弹

（飞行员判断子弹的运动情况时以自己为参照物）

（2）马路上行驶的汽车中的乘客

（路人判断时以地面为参照物；乘客以车或驾驶员为参照物）

（3）铁路职工被一馒头砸到，“中弹”昏倒

（铁路职工判断馒头的运动情况时以地面为参照物，而火车上的人判断时以火车为参照物）

所以参照物的选取可以是任意的，但需根据具体情况选取合适的参照物。

学生做活动卡上的图片解读。

思考题：

动画片中，唐老鸭从悬崖边坠落，如果你是导演，你将如何设计拍摄这个镜头？

沪科版高一物理下册《机械波的运动》教案

沪科版高一物理下册《机械波的运动》教案

目标：

1．掌握机械波的产生条件和机械波的传播特点（规律）；

2．掌握描述波的物理量——波速、周期、波长；

3．正确区分振动图象和波动图象，并能运用两个图象解决有关问题

4．知道波的特性：波的叠加、干涉、衍射；了解多普勒效应

教学重点：机械波的传播特点，机械波的三大关系（波长、波速、周期的关系；空间距离和时间的关系；波形图、质点振动方向和波的传播方向间的关系）

教学难点：波的图象及相关应用

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、机械波

1．机械波的产生条件：波源（机械振动）传播振动的介质（相邻质点间存在相互作用力）。

2．机械波的分类

机械波可分为横波和纵波两种。

（1）质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳上波、水面波等。

（2）质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。

分类质点的振动方向和波的传播方向关系形状举例

横波垂直凹凸相间；有波峰、波谷绳波等

纵波在同一条直线上疏密相间；有密部、疏部弹簧波、声波等

说明：地震波既有横波，也有纵波。

3．机械波的传播

（1）在同一种均匀介质中机械波的传播是匀速的。波速、波长和频率之间满足公式：v=λf。

（2）介质质点的运动是在各自的平衡位置附近的简谐运动，是变加速运动，介质质点并不随波迁移。

（3）机械波转播的是振动形式、能量和信息。

（4）机械波的频率由波源决定，而传播速度由介质决定。

4．机械波的传播特点（规律）：

（1）前带后，后跟前，运动状态向后传。即：各质点都做受迫振动，起振方向由波源来决定；且其振动频率（周期）都等于波源的振动频率（周期），但离波源越远的质点振动越滞后。

（2）机械波传播的是波源的振动形式和波源提供的能量，而不是质点。

5．机械波的反射、折射、干涉、衍射

一切波都能发生反射、折射、干涉、衍射。特别是干涉、衍射，是波特有的性质。

（1）干涉产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。

需要说明的是：以上是发生干涉的必要条件，而不是充分条件。要发生干涉还要求两列波的振动方向相同（要上下振动就都是上下振动，要左右振动就都是左右振动），还要求相差恒定。我们经常列举的干涉都是相差为零的，也就是同向的。如果两个波源是振动是反向的，那么在干涉区域内振动加强和减弱的位置就正好颠倒过来了。

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：

最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即δ=nλ

最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍，即

根据以上分析，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。

至于“波峰和波峰叠加得到振动加强点”，“波谷和波谷叠加也得到振动加强点”，“波峰和波谷叠加得到振动减弱点”这些都只是充分条件，不是必要条件。

【例1】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

解析：该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，这不难理解。但是d既不是波峰和波峰叠加，又不是波谷和波谷叠加，如何判定其振动强弱？这就要用到充要条件：“到两波源的路程之差是波长的整数倍”时振动最强，从图中可以看出，d是S1、S2连线的中垂线上的一点，到S1、S2的距离相等，所以必然为振动最强点。

本题答案应选B、C

点评：描述振动强弱的物理量是振幅，而振幅不是位移。每个质点在振动过程中的位移是在不断改变的，但振幅是保持不变的，所以振动最强的点无论处于波峰还是波谷，振动始终是最强的。

【例2】如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷。设两列波的振幅均为5cm，且图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m。C点是BE连线的中点，下列说法中正确的是（）

A．C、E两点都保持静止不动

B．图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

C．图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动

D．从图示的时刻起经0.25s，B点通过的路程为20cm

解析：由波的干涉知识可知图6中的质点A、B、E的连线处波峰和波峰或波谷和波谷叠加是加强区，过D、F的连线处和过P、Q的连线处波峰和波谷叠加是减弱区。C、E两点是振动的加强点，不可能静止不动。所以选项A是错误的。

在图示时刻，A在波峰，B在波谷，它们振动是加强的，振幅均为两列波的振幅之和，均为10cm，此时的高度差为20cm，所以B选项正确。

A、B、C、E均在振动加强区，且在同一条直线上，由题图可知波是由E处向A处传播，在图示时刻的波形图线如右图所示，由图可知C点向水面运动，所以C选项正确。

波的周期T=/v=0.5s，经过0.25s，即经过半个周期。在半个周期内，质点的路程为振幅的2倍，所以振动加强点B的路程为20cm，所以D选项正确。

点评：关于波的干涉，要正确理解稳定的干涉图样是表示加强区和减弱区的相对稳定，但加强区和减弱区还是在做振动，加强区里两列波分别引起质点分振动的方向是相同的，减弱区里两列波分别引起质点分振动的方向是相反的，发生变化的是振幅增大和减少的区别，而且波形图沿着波的传播方向在前进。

（2）衍射。

波绕过障碍物的现象叫做波的衍射。

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）波的独立传播原理和叠加原理。

独立传播原理：几列波相遇时，能够保持各自的运动状态继续传播，不互相影响。

叠加原理：介质质点的位移、速度、加速度都等于几列波单独转播时引起的位移、速度、加速度的矢量和。

波的独立传播原理和叠加原理并不矛盾。前者是描述波的性质：同时在同一介质中传播的几列波都是独立的。比如一个乐队中各种乐器发出的声波可以在空气中同时向外传播，我们仍然能分清其中各种乐器发出的不同声波。后者是描述介质质点的运动情况：每个介质质点的运动是各列波在该点引起的运动的矢量和。这好比老师给学生留作业：各个老师要留的作业与其他老师无关，是独立的；但每个学生要做的作业却是所有老师留的作业的总和。

【例3】如图中实线和虚线所示，振幅、周期、起振方向都相同的两列正弦波（都只有一个完整波形）沿同一条直线向相反方向传播，在相遇阶段（一个周期内），试画出每隔T/4后的波形图。并分析相遇后T/2时刻叠加区域内各质点的运动情况。

解析：根据波的独立传播原理和叠加原理可作出每隔T/4后的波形图如所示。

相遇后T/2时刻叠加区域内abcde各质点的位移都是零，但速度各不相同，其中a、c、e三质点速度最大，方向如图所示，而b、d两质点速度为零。这说明在叠加区域内，a、c、e三质点的振动是最强的，b、d两质点振动是最弱的。

6．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。

学习“多普勒效应”必须弄清的几个问题：

（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。

【例4】（2004年高考科研测试）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

答案：A

二、振动图象和波的图象

1．振动图象和波的图象

振动图象和波的图象从图形上看好象没有什么区别，但实际上它们有本质的区别。

（1）物理意义不同：振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。

（2）图象的横坐标的单位不同：振动图象的横坐标表示时间；波的图象的横坐标表示距离。

（3）从振动图象上可以读出振幅和周期；从波的图象上可以读出振幅和波长。

简谐振动图象与简谐横波图象的列表比较：

简谐振动简谐横波

图

象

坐

标横坐标时间介质中各质点的平衡位置

纵坐标质点的振动位移各质点在同一时刻的振动位移

研究对象一个质点介质中的大量质点

物理意义一个质点在不同时刻的振动位移介质中各质点在同一时刻的振动位移

随时间的变化原有图形不变，图线随时间而延伸原有波形沿波的传播方向平移

运动情况质点做简谐运动波在介质中匀速传播；介质中各质点做简谐振动

2．描述波的物理量——波速、周期、波长：

（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：v=λ/T=λf；λ=vT.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。

3．波的图象的画法

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））

4．波的传播是匀速的

在一个周期内，波形匀速向前推进一个波长。n个周期波形向前推进n个波长（n可以是任意正数）。因此在计算中既可以使用v=λf，也可以使用v=s/t，后者往往更方便。

5．介质质点的运动是简谐运动（是一种变加速运动）

任何一个介质质点在一个周期内经过的路程都是4A，在半个周期内经过的路程都是2A，但在四分之一个周期内经过的路程就不一定是A了。

6．起振方向

介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同。

【例5】在均匀介质中有一个振源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。开始时刻S的速度方向向下，试画出在t=0.03s时刻的波形。

解析：从开始计时到t=0.03s经历了1.5个周期，波分别向左、右传播1.5个波长，该时刻波源S的速度方向向上，所以波形如右图所示。

【例6】如图所示是一列简谐横波在t=0时刻的波形图，已知这列波沿x轴正方向传播，波速为20m/s。P是离原点为2m的一个介质质点，则在t=0.17s时刻，质点P的：速度和加速度都沿-y方向；速度沿+y方向，加速度沿-y方向；速度和加速度都正在增大；速度正在增大，加速度正在减小。

以上四种判断中正确的是

A．只有B．只有

C．只有D．只有

解析：由已知，该波的波长λ=4m，波速v=20m/s，因此周期为T=λ/v=0.2s；因为波向右传播，所以t=0时刻P质点振动方向向下；0.75T0.17sT，所以P质点在其平衡位置上方，正在向平衡位置运动，位移为正，正在减小；速度为负，正在增大；加速度为负，正在减小。正确，选C

7．波动图象的应用：

（1）从图象上直接读出振幅、波长、任一质点在该时刻的振动位移。

（2）波动方向==振动方向。

方法：选择对应的半周，再由波动方向与振动方向“头头相对、尾尾相对”来判断。

如图：

【例7】如图是一列沿x轴正方向传播的机械波在某时刻的波

形图。由图可知：这列波的振幅为5cm，波长为4m。此时刻

P点的位移为2.5cm，速度方向为沿y轴正方向，加速度方向

沿y轴负方向；Q点的位移为－5cm，速度为0，加速度方

向沿y轴正方向。

【例8】如图是一列波在t1=0时刻的波形，波的传播速度

为2m/s，若传播方向沿x轴负向，则从t1=0到t2=2.5s的时间

内，质点M通过的路程为______，位移为_____。

解析：由图：波长λ=0.4m，又波速v=2m/s，可得：

周期T=0.2s，所以质点M振动了12.5T。

对于简谐振动，质点振动1T，通过的路程总是4A；振动0.5T，通过的路程总是2A。

所以，质点M通过的路程12×4A+2A=250cm=2.5m。质点M振动12.5T时仍在平衡位置。

所以位移为0。

【例9】在波的传播方向上，距离一定的P与Q点之间只有一个波谷的四种情况，如图A、B、C、D所示。已知这四列波在同一种介质中均向右传播，则质点P能首先达到波谷的是（）

解析：四列波在同一种介质中传播，则波速v应相同。由T=λ/v得：TDTA=TBTC；

再结合波动方向和振动方向的关系得：C图中的P点首先达到波谷。

（3）两个时刻的波形问题：设质点的振动时间（波的传播时间）为t，波传播的距离为x。

则：t=nT+t即有x=nλ+x（x=vt）且质点振动nT（波传播nλ）时，波形不变。

根据某时刻的波形，画另一时刻的波形。

方法1：波形平移法：当波传播距离x=nλ+x时，波形平移x即可。

方法2：特殊质点振动法：当波传播时间t=nT+t时，根据振动方向判断相邻特殊点（峰点，谷点，平衡点）振动t后的位置进而确定波形。

根据两时刻的波形，求某些物理量（周期、波速、传播方向等）

【例10】如图是一列向右传播的简谐横波在某时刻的波形图。

已知波速v=0.5m/s，画出该时刻7s前及7s后的瞬时波形图。

解析：λ=2m，v=0.5m/s，T==4s.所以波在7s内传播

的距离为x=vt=3.5m=1λ质点振动时间为1T。

方法1波形平移法：现有波形向右平移λ可得7s后的波形；

现有波形向左平移λ可得7s前的波形。

由上得到图中7s后的瞬时波形图（粗实线）和7s前的瞬时波形图（虚线）。

方法2特殊质点振动法：根据波动方向和振动方向的关系，确定两个特殊点（如平衡点和峰点）在3T/4前和3T/4后的位置进而确定波形。请读者试着自行分析画出波形。