2019-2020年高中物理选修3-4选修3-4教材全解

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1、2019-2020年高中物理选修3-4选修3-4教材全解P2旁批：弹簧振子的名称。名词和符号问题不必纠缠弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统的名称，但有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。P3从图11.1-2可以看出，小球运动时的位置与时间的关系很像正弦函数的关系。是不是这样呢？对比曲线运动教学中关于红蜡块的说法，情感态度价值观的教育。P3思考与讨论确定弹簧振子的位置与时间的关系方法一图11.1-2弹簧振子的频闪照片数学课中我们已经学过正弦函数的振幅、周期（频率）等知识。假定图11.1-2中的曲线的确是正弦曲线，用刻度尺测量它的振幅和周期，写出具有这样振幅、

2、周期的正弦函数的表达式。应该注意到，这个表达式中计时开始时位移应该是零，随后位移开始增加并为正值。然后，在图11.1-2的曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入你所写出的正弦函数的表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。方法二在图11.1-2中测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标。把测量值输入计算机中，用数表软件做出这条曲线，然后按照计算机的提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移－时间的关系可以用什么函数表示。重视科学方法：一种处理实验数据的方法P4说：“如果质点的位置与时间的关系遵从正弦函数的规

3、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。”这是运动学的定义，它告诉我们，什么样的运动是简谐运动。P12“简谐运动的回复力和能量”一节中说：“如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。”这里告诉我们，在什么力的作用下物体做简谐运动。应该从运动学的角度定义一种运动，例如，不应说“物体在不受任何力的作用时所做的运动叫做匀速直线运动”，而应说“沿直线且速度不变的运动叫做……”现行教材也是两方面都提到了，但新教材把“什么是……”和“什么情况下做……”说得更清楚了。P4下面的注：“正弦

4、函数的一般形式是y=Asin(ωx+φ)，它的图象叫做正弦曲线，例如y=sinx、y=sin(x+)的图象，都是正弦曲线。y=cosx的图象也是一条正弦曲线，因为它可以写成y=sin(x+)。”P4科学漫步“简谐运动与单位圆”，可不必管它。第2节简谐运动的描述本节思路：“振幅”、“周期和频率”、“相位”几个术语的物理意义↓利用数学知识引入表达式x=Asin(ωt＋φ)↓分析它们在表达式中各由哪个量来代表P7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。图11.2-3如果平时注意观察月亮的圆缺变化，

5、你就能判断这张照片是在黄昏拍摄的还是在黎明拍摄的！P8科学漫步：月相目的：描述任何周期性运动都会涉及相位。图11.2-3有待改进。P8简谐运动的表达式“x=Asin(ωt＋φ)”与数学课本中公式的形式完全一样！P9公式中（ωt＋φ）代表相位。P9下面的标示很有用：描述简谐运动的几个物理量P10科学漫步：乐音和音阶不同唱名的频率不同唱名的频率有不同的约定：自然音阶和等程音阶P11做一做：用计算机观察声音的波形可以利用计算机的录音功能图11.2-4比较两个声音的频率P11第2题：图11.2-5求两个简谐运动的相位差2.图11.2-5是两个简谐运动的振动图象，它们

6、的相位差是多少？两种说法。第3节简谐运动的回复力和能量关于振动的动力学。P12：F=–kx……………………（1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。最好说：“理论分析表明：如果……所受的力……指向平衡位置，质点的位移与时间的关系就遵从正弦函数的规律，因此质点的运动是简谐运动。”P13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

7、你试着导出小球所受的合力与它的位移的关系。做一做有好处：熟悉了方法、熟悉了一种常见的现象。第4节单摆P15用到了两个近似：摆角很小时①弧和弦相等；②sinθ=θ。（是弧度的定义，不是近似）P16～17与现行教材相比，“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。要说明的两点：（1）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）；（2）科学方法――在惠更斯那个时代，周期公式不是理论推导出来的，也不是单纯的实验数据的归纳，但

8、实验的启示十分重要。第5节外力作用下的振动什么时候用