普通高中物理课标教科书(人教版)介绍

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1、普通高中物理课标教科书（人教版）介绍——《选修：3-4》第11章一、内容概述1.简谐运动及其描述2.简谐运动的回复力和能量3.单摆4.受迫振动二、重点、难点和疑点的分析与解读1.研究机械振动的意义·振动是自然界普遍存在着的一种运动形式。它表现为物体在空间一定位置附近随时间的往复运动，因而属于机械运动范畴。在平动、转动和振动三种机械运动形式中，由于中学物理课程中不涉及刚体，所以不研究转动，因此平动和振动成为中学物理教学的重要内容。·在其他多种多样的运动与变化中，也存在着与机械振动特征相类似的现象。例如，交流电路中的电压和电流，交变电磁场中的电场强度和磁感应强度等，它们都是在一定量值附近随时间反

2、复变化的。因此，在物理学中，人们将振动的概念予以推广，即一个物理量在某一数值附近随时间的反复变化，也叫做振动。这种振动虽然和机械振动具有不同的物理含义，但它们随时间变化的情况以及其他一些特征在形式上遵从相似的规律。所以，机械振动的学习结果，可以迁移到其他振动中去，成为进一步学习物理学的基础。可以说，振动和下一章的波动是跨学科的，或者说是贯穿于物理学始终的。2.简谐运（振）动的两种定义·在1996年公布的《物理学名词》中，只有“简谐运动”，没有“简谐振动”。这与振动概念的推广有关。·振动物体（质点）的位移随时间按简谐函数（正弦或余弦）变化，即它的振动图象（x-t图象）是正弦或余弦函数曲线，这样

3、的振动叫简谐运动。此为从运动学角度的定义。·物体（质点）在线性恢复力作用下的运动，称为简谐运动。此为从动力学角度的定义。—与其偏离平衡位置之位移成正比，方向总指向平衡位置—；——线性恢复力是系统的，不是外力。·两者的一致性（理论一致性）3.简谐运动的表达式及其涉及的物理量·简谐运动表达式的得出方式（实验与理论。弹簧振子为例）·简谐运动表达式：·简谐运动表达式中的几个特征量的意义———初相位与相位：用以刻画一周期内振动的不同状态的特征量，即在A确定后，对任一个的值，可由和求得确定的位置x和速度。—相位的重要性还在于，许多问题中常常需要比较两个简谐运动的步调是否一致。这就是两个简谐运动的相位差问

4、题：例1一般则常见则—初相位和时间零点的选择有关，即同一简谐运动，开始计时的时刻不同，初相φ就不同。4.用单位圆研究简谐运动的好处·为什么可以用单位圆研究简谐运动—质点匀速圆周运动的投影与一弹簧振子简谐运动的一致性→·相位和初相位形象化——角度·容易利用“匀速圆周运动”的知识和投影的概念得到或·对于认识相位的物理意义有好处（可决定）·对于讨论简谐运动的能量问题，可以定量化—————无关，机械能守恒。5.关于单摆的几个问题·单摆从原则上说，不是一个质点受到线性恢复力而运动。实际上的单摆它是具有转动惯量的一个物体受到恢复力矩作用而运动。所以，它的动力学方程不是按牛顿第二定律写出，而是根据角动量定

5、理写出。而且，写出的方程为非线性微分方程，一般情况下没有解析形式的解。只有在很小，时，才有解析解。·在中学阶段，把它看成是物体在线性恢复力作用下的运动，而且又多了一次近似：—因摆球沿圆弧运动，在任一时刻，摆球受到的重力的分力和绳的张力T，对摆球沿圆弧切向的运动没有影响，所以切向上的加速度只由重力的另一分力决定。于是有—在很小时，—，当θ很小时，，于是·不可认为，也不可认为和对单摆运动的发生没有贡献。6.外力作用下的物体的振动·简谐运动中物体所受的线性恢复力，是振动系统内部的相互作用力。所以，才会有势能的概念，而且，在有外力作用时，既使外力也是具有线性恢复力的形式，也不能把它称为简谐运动，所以

6、简谐运动不可能是受迫运动。·振动系统不受外力作用，且做简谐运动时的振动频率，称为系统的固有频率。·阻尼振动中的两个因素—摩擦阻力。系统克服它做功，使机械能转化为势运动能量—振动系统引起邻近介质质点的振动，使能量向周围辐射出去，形成波动·阻尼振动，即使阻尼很小，严格说来已不是周期性运动。所以其“振幅”和“周期”的概念只有近似的意义。·受迫振动中的几个问题—周期性外力做功，补充能量—，最大，为速度共振。—A很大，则为振幅共振。——《选修：3-4》第12章一、内容概述1.机械波的形成和传播2.机械波的描述及其特征量3.机械波传播规律4.多普勒效应二、重点、难点和疑点的分析与解读1.波的研究之意义·

7、有一些概念是如此普遍，其意义是如此深远，以致于对于某些我们还不很理解其确切（物理）性质的事物，这些概念也能为我们提供一些重要情况。在这些概念当中，最了不起的当然是“数”和“计算”的概念（2+2=4可以适用于……）。因为它们适用于一切不同的事物和事物的集合，而不管这些事物具有什么样的性质。在物理学的一些大的、统一的概念当中，最了不起的应该算是波的概念了。因为它横跨物理学的所有领域，在力学中有机械波，在电磁学中有