第一篇：高二物理教案：簡單的邏輯電路教案

高二物理教案：簡單的邏輯電路教案

【摘要】步入高中，相比初中更為緊張的學習隨之而來。在此高二物理欄目的小編為您編輯了此文：高二物理教案：簡單的邏輯電路教案希望能給您的學習和教學提供幫助。

本文題目：高二物理教案：簡單的邏輯電路教案

一、教材分析

課程標準的要求是通過實驗，觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應用。從中可以看出：第一、這里的要求很低;第二、學習邏輯電路必須做實驗。

二、教學目標

1.知識與技能

(1)知道三種門電路的邏輯關系、符號及真值表;

(2)會用真值表表示一些簡單的邏輯關系;

(3)會分析、設計一些簡單的邏輯電路。

2.過程與方法

(1)通過實例與實驗，理解與、或、非邏輯電路中結果與條件的邏輯關系;

(2)通過簡單的邏輯電路設計，體會邏輯電路在生活中的意義。

3.情感態度與價值觀

(1)感受數字技術對現代生活的巨大改變，關注我國集成電路以及元器件研究的發展情況;

(2)體驗物理知識與實踐的緊密聯系;

(3)學生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會學習的快樂。

三、教學重點 難點

重點：三種門電路的真值表及符號。

難點：數字電路的意義。

四、學情分析

學生剛學完穩恒電流及復雜電路分析，對電勢等概念比較清晰，但分析復雜電路的水平有限，加上教材中本節屬于對穩恒電流的補充，對后面的傳感器知識起引領。故準備重點講解與門、或門以及非門電路的特征、邏輯關系及表示法。

五、教學方法

實驗法、討論法

六、課前準備

門電路演示板、多媒體課件

七、課時安排 1課時

八、教學過程

(一)預習檢查、總結疑惑

(二)情景引入、展示目標

講解：樓道自動控制燈。

①白天，燈不亮。

②沒有聲音，燈不亮。

③通電，夜晚，拍手，燈亮。

師：像這樣，現在很多電器中都包含了智能化邏輯關系，實現這些邏輯功能離不開數字信號。

請同學們舉例。

生：遙控器、機器人等。

師介紹：

①模擬信號：連續變化的電壓信號。②數字信號：只有兩個對立的狀態，高電平1，低電平0。

數字信號的0和1好比事件的是與非，而處理數字信號的電路數字電路，就有了辨別是、非的邏輯功能。

這節課我們學習數字電路中最基本的邏輯電路門電路。

(三)合作探究、精講點播

1.與門

師：門是一種條件開關，只有當輸入信號滿足一定條件時，門才能被打開，才有輸出信號。

自主活動：

某財務室的門上有兩把鎖，如何才能打開大門?在這個事件中體現怎么樣的邏輯關系呢?

(1)投影：

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會與邏輯關系。

(當兩個條件都滿足時，結果才會成立)

(2)思考與討論，讓學生體會生活中的與邏輯關系。

師：具有與邏輯關系的電路稱為與門電路，簡稱與門。

(3)引導學生把圖2.10-2結果與條件的關系用表格表示。

引導學生：把開關接通定義為1，斷開定義為0燈亮定義為1，燈熄定義為0，用數字語言描述上表：

師：這是與門的真值表，圖2.10-2中A、B是有邏輯關系的機械開關，實用的門電路則是半導體材料制成的。

(4)與門的符號(5)演示與門電路。

2.或門 自主活動：

新學期開學了，蕪湖十二中416寢室的6名同學都到宿管辦報到，宿管辦的老師分別發給他們每人一把鑰匙，方便他們單獨出入，大家談談在這個事件中體現怎么樣的邏輯關系呢?

(1)投影：

(2)引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會或邏輯關系(在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結果就會發生)

(2)思考與討論，讓學生體會生活中的或邏輯關系。

師：具有或邏輯關系的電路稱為或門電路，簡稱或門。

(3)引導學生把圖2.10-6結果與條件的關系用表格表示。

引導學生：把開關接通定義為1，斷開定義為0燈亮定義為1，燈熄定義為0，用數字語言描述上表： 師：這是或門的真值表。

(4)或門的符號。(5)演示或門電路。

3.非門

(1)投影：分析開關A、B對電路的控制作用(2)非門真值表：(3)非門符號：

(三)實例探究

師：介紹集成電路的優點。讓學生了解幾個或門的集成電路和幾個非門的集成電路的外引線圖。

例

1、如圖，一個火警報警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻。

(1)要做到低溫時電鈴不響，火警時產生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應接入怎樣的元件?

(2)為什么溫度高時電鈴會被接通?

(3)為了提高該電路的靈敏度，即報警穩定調的稍底些，R的值應大一些還是小一些?

例

2、由某門電路構成的一簡單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。

①請在電路中虛線框內畫出該門電路符號;②該門電路是。

教師引導學生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學知識的理解。

(四)反思總結、當堂檢測 作業

1、思考并回答P81問題與練習中的題目。

2、課下閱讀課本80頁科學漫步中的文章《集成電路》。

(五)發導學案、布置作業 1.閱讀科學漫步──集成電路。

2.處理課后問題與練習。

九、板書設計

含義

門電路 真值表

符號 科學探究1 含義

簡單的邏輯電路 或電路 真值表 科學探究2 符號

含義 科學探究3

非電路 真值表

實際應用 符號

十、教學反思

這里的內容也是為選修3-2中傳感器的教學做準備的。3-2里關于傳感器的學生實驗，多數都要借助邏輯電路才能完成。實際上，也只有做過3-2中關于傳感器的實驗后才能學好邏輯電路的知識。

第十節 簡單的邏輯電路學案

課前預習學案

一、預習目標

1、知道數字電路和模擬電路的概念，了解數字電路的優點。

2、知道與門、或門、非門電路的特征、邏輯關系及表示法。

3、初步了解與門、或門、非門電路在實際問題中的應用

二、預習內容

1.數字電路：處理 的電路叫做數字電路。

2.門電路：就是一種開關，在一定條件下它允許;如果條件不滿足，信號就被阻擋在門外。

3.如果一個事件的幾個條件都滿足后，該事件才能發生，我們把這種關系叫做。具有 的電路稱為與門電路。

4.如果幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，某件事就會發生，這種關系叫做，具有 的電路叫做或門電路。

5.輸出狀態和輸入狀態呈現 的邏輯關系，叫做非邏輯，具有 的電路叫做非門電路。

三、提出疑惑

課內探究學案

一、學習目標

1、感受數字技術對現代生活的巨大改變;

2、體驗物理知識與實踐的緊密聯系;

3、突出自主探究、交流合作為主體的學習方式

二、學習過程

1.按照輸入和輸出關系的不同，可以將基本的邏輯門電路分為與門、或門、非門等。

(1)與門

理解：當幾個條件同時具備才能出現某一結果，這些條件與結果之間的關系稱為與邏輯，具有這種邏輯的電路稱為與門。

符號：如圖

特點： ①當A、B輸入都為0時，Y輸出為0

②當A輸入為0B輸出為1或A輸入為1B輸出為0時，Y輸出為0 ③當A、B輸入都為1時，Y輸出為1。

(2)或門

理解：當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現某一結果，則這些條件與結果之間的關系稱為或邏輯，具有這種邏輯的電路稱為或門。

符號：如圖

特點： ①當A、B輸入都為0時，Y輸出為0

②當一個輸入0另一個輸入為1時，Y輸出為1

③當A、B輸入都為1時，Y輸出為1。

(3)非門

理解：當一種結果出現時，另一種結果一定不出現。即輸出Y是輸入A的否定，這就是非邏輯，具有這種邏輯的電路稱為非門。符號：如圖

特點： ①當A輸入為1時，Y輸出為0

②當A輸入為0時，Y輸出為1.2.真值表

真值表是包含各種可能性在內的邏輯關系表，它包括兩部分，一部分是所有輸入邏輯變量的各種可能組合;另一部分是相應的輸出。右圖是一種具有與邏輯功能的門電路。把開關接通記為1,開關斷開記為0,燈亮記為1，燈滅記為0,它的真值表為

輸入 輸出

A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1

例題：如圖所示，試判斷這是一個什么邏輯門電路。A、B、C閉合時記1，斷開時記0，Y燈亮時記1，不兩記0。試完成下面真值表。

輸入 輸出

A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

解析：由圖可知，開關A、B、C只要有一個閉合時，燈泡就亮，所以這個電路滿足或門電路邏輯。即當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現某一結果，所以這是一個或門電路。真值表如下：

輸入 輸出

A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

三、反思總結

四、當堂檢測

1.走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個開關，我們希望不論那一個開關接通都能使燈點亮，那么設計的電路為()

A.與門電路

B.非門電路

C.或門電路

D.上述答案都有可能

2.如圖所示電路為()

A.與門電路

B.非門電路

C.或門電路

D.無法判定

3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為中X除的邏輯值為。

，在真值表

課后練習與提高

1.如圖所示電路為()

A.與門電路 B.非門電路

C.或門電路 D.無法判定

2.有一個邏輯門電路的真值表如下表，試判斷這是一個 門電路，并在右圖中畫出電路符號。

3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為，在真值表中X除的邏輯值為。

4.下圖左端表示輸入端A、B的電勢隨時間變化的關系。如果它們是或門的輸入端，請在方框中畫出輸出端的電勢隨時間變化的關系。

探究：

下圖是一個簡單的車門報警電路圖，圖中的開關S1、S2分別裝在汽車的兩扇門上，只要有車門打開(電路處于開路狀態)，發光二極管就發光報警，請根據報警裝置的要求，指出虛線方框是何種門電路。

高二物理教案：簡單的邏輯電路教案答案

課內探究學案

1.數字信號 2.信號通過 3.與邏輯關系 與邏輯關系4.邏輯關系或邏輯關系5.相反 非邏輯關系

當堂檢測

1、C

2、B

3、或 1

課后練習與提高

1、C

2、非

或

3、或，1

4、解答：

【總結】2013年查字典物理網為小編在此為您收集了此文章高二物理教案：簡單的邏輯電路教案，今后還會發布更多更好的文章希望對大家有所幫助，祝您在查字典物理網學習愉快!

第二篇：完成、簡單的邏輯電路教案

黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學2011-2012學年高二物理 第二單元

教學目標：

（一）知識與技能

1、知道數字電路和模擬電路的概念，了解數字電路的優點。

2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。

3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應用

（二）過程與方法

突出學生自主探究、交流合作為主體的學習方式。

（三）情感、態度與價值觀

1、感受數字技術對現代生活的巨大改變；

2、體驗物理知識與實踐的緊密聯系；

（四）法制教育目標 知道法律的重要性

教學重點：三種門電路的邏輯關系。教學難點：數字信號和數字電路的意義。教學方法：探究、講授、討論、練習

教學用具：聲光控感應燈、投影儀、多媒體教學設備、三種門電路演示示教板、電壓表等 教學過程：

（一）引入新課

（1）演示：一盞神奇的燈 接通電源，燈不亮； 有聲，燈不亮；

擋住光線，全場安靜，燈不亮； 擋住光線，拍手，燈亮。

點評：通過演示聲光控感應燈，引發學生好奇心理和探究欲望。（2）教師簡介：

身邊的“數字”話題：數碼產品、數字電視、DIS實驗、家電等。

這些電器中都包含了“智能”化邏輯關系，今天我們就來學習簡單的邏輯電路。

（二）新課教學 教師介紹：

A、數字信號與模擬信號

（1）數字信號在變化中只有兩個對立的狀態：“有”，或者“沒有”。而模擬信號變化則是連續的。

數字電路，因此，數字電路就有了判別“是”與“非”的邏輯功能。下面我們將學習數字電路中最基本的邏輯電路---門電路。

1、“與”門

教師介紹：所謂“門”，就是一種開關，在一定條件下它允許信號通過，如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。

教師：（投影）教材圖2.10-2

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“與”邏輯關系。思考與討論：談談生活中哪些事例體現了“與”邏輯關系。

教師指出：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。

符號：。

（1）“與”邏輯關系的數學表達，尋找“與”電路的真值表 把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，圖2.10-2的情況可以用表2的數學語言來描述。這種表格稱為真值表。

投影：

（2）總結“與”邏輯關系：有兩個控制條件作用會產生一個結果，當兩個條件都滿足時，結果才會成立，這種關系稱為“與”邏輯關系。

點評：讓學生理解數字信號“與”邏輯關系間的聯系，對“與”邏輯關系的仔細分析，理解記住“與”邏輯的真值表。

（3）演示“與”門電路實驗，如圖2.10-5。

通過示范性的操作演示講解，理解“與”門電路實現“與”關系處理的電路原理，為下階段探究“或”關系及“或”電路作準備。

（4）聲、光控感應燈的再討論：

2、“或”門

鎖門方式的討論，引入“或”門：家中的門鎖能用“與”的關系嗎？ 學生討論：不能用“與”的關系。教師：（投影）教材圖2.10-6

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“或”邏輯關系。教師指出：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。

符號：。

（1）“或”邏輯關系的數學表達，尋找“或”電路的真值表

把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，將表3制成表4。結果就會發生。這種關系稱為“或”邏輯關系。

點評：讓學生理解數字信號“或”邏輯關系間的聯系，對“或”邏輯關系的仔細分析，理解記住“或”邏輯的真值表。

（3）演示“或”門電路實驗，如圖2.10-8。

點評：通過示范性的操作演示講解，理解“或”門電路實現“或”關系處理的電路原 理，為下階段探究“非”關系及“非”電路作準備。

3、“非”門

學們自己探究輸入與輸出間的關系。說明什么是“非”邏輯。

學生：討論，得出結論：輸出狀態和輸入狀態成相反的邏輯關系，叫做“非”邏輯。教師指出：具有“非”邏輯關系的電路稱為“非”門電路，簡稱“非”門。

符號：教師：請同學們自己畫出“非”門的真值表。如下表。

教師：介紹集成電路的優點。讓學生了解幾個“或”門的集成電路和幾個“非”門的集成電路的外引線圖。

投影： 演示“非”門電路實驗，結果如圖2.10-13。

（三）實例探究 投影：

今天我們知道了各種門電路的用途，“沒有規矩不成方圓”。電路圖的設計不合理,電子元件放置的位置錯誤,就會引發一系列問題。若我們的生活中缺少法律, 也會出現混亂狀況。“無規矩不成方圓”揭示了一個重要的道理。做任何事情都要有規矩，懂規矩，守規矩。社會是由人集合而成。社會活動是人的活動。人們活動的動機。目的往往不同，如果沒有一個規矩來約束。各行其是，社會就會陷入混亂，陷入無秩序的混亂中。大到國到鄰里間的日常相處，無時無刻不受到法律約束。約束這就是一種圓。歷史上沒有一種單純依靠法律和道德教化形成良好的社會風氣。所以要建設和諧社會，要學生自覺遵守社會公德。做到守法。同時也通過加強和完善的法律制度建設。來規范人們的行為。只有把自己和他律結合起來。才能形成一種良好的社會風氣，社會才會圓滿。

作業

1、思考并回答P81“問題與練習”中的題目。

2、課下閱讀課本80頁“科學漫步”中的文章《集成電路》。

第三篇：《簡單的邏輯電路》示范教案

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2.10簡單的邏輯電路

教學目標

（一）知識與技能

1、知道數字電路和模擬電路的概念，了解數字電路的優點。

2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。

3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應用

（二）過程與方法

突出學生自主探究、交流合作為主體的學習方式。

（三）情感、態度與價值觀

1、感受數字技術對現代生活的巨大改變；

2、體驗物理知識與實踐的緊密聯系；

教學重點

三種門電路的邏輯關系。

教學難點

數字信號和數字電路的意義。

教學方法

探究、講授、討論、練習

教學手段

聲光控感應燈、投影儀、多媒體教學設備、三種門電路演示示教板、電壓表等

教學過程

（一）引入新課

（1）演示：一盞神奇的燈 接通電源，燈不亮； 有聲，燈不亮；

擋住光線，全場安靜，燈不亮； 擋住光線，拍手，燈亮。

點評：通過演示聲光控感應燈，引發學生好奇心理和探究欲望。（2）教師簡介：

身邊的“數字”話題：數碼產品、數字電視、DIS實驗、家電等。

這些電器中都包含了“智能”化邏輯關系，今天我們就來學習簡單的邏輯電路。

（二）進行新課 教師介紹：

A、數字信號與模擬信號

（1）數字信號在變化中只有兩個對立的狀態：“有”，或者“沒有”。而模擬信號變化則是連續的。

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（2）調節收音機的音量，聲音連續變化，聲音信號是“模擬”量。（3）圖示數字信號和模擬信息：

點評：引導學生了解數字信號和模擬信號的不同特征。B、數字電路

邏輯電路

門電路

數學信號的0和1好比是事物的“是”與“非”，而處理數字信號的電路稱數字電路，因此，數字電路就有了判別“是”與“非”的邏輯功能。下面我們將學習數字電路中最基本的邏輯電路---門電路。

1、“與”門

教師介紹：所謂“門”，就是一種開關，在一定條件下它允許信號通過，如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。教師：（投影）教材圖2.10-2

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“與”邏輯關系。

思考與討論：談談生活中哪些事例體現了“與”邏輯關系。

教師指出：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。

符號：。

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（1）“與”邏輯關系的數學表達，尋找“與”電路的真值表

把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，圖2.10-2的情況可以用表2的數學語言來描述。這種表格稱為真值表。投影：

（2）總結“與”邏輯關系：有兩個控制條件作用會產生一個結果，當兩個條件都滿足時，結果才會成立，這種關系稱為“與”邏輯關系。

點評：讓學生理解數字信號“與”邏輯關系間的聯系，對“與”邏輯關系的仔細分析，理解記住“與”邏輯的真值表。

（3）演示“與”門電路實驗，如圖2.10-5。

通過示范性的操作演示講解，理解“與”門電路實現“與”關系處理的電路原理，為下階段探究“或”關系及“或”電路作準備。（4）聲、光控感應燈的再討論：

2、“或”門

鎖門方式的討論，引入“或”門：家中的門鎖能用“與”的關系嗎？ 學生討論：不能用“與”的關系。教師：（投影）教材圖2.10-6

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用。體會“或”邏輯關系。

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教師指出：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。

符號：。

（1）“或”邏輯關系的數學表達，尋找“或”電路的真值表

把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，將表3制成表4。表4就是反映“或”門輸入輸出關系的真值表。投影：

（2）總結“或”邏輯關系：在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結果就會發生。這種關系稱為“或”邏輯關系。

點評：讓學生理解數字信號“或”邏輯關系間的聯系，對“或”邏輯關系的仔細分析，理解記住“或”邏輯的真值表。

（3）演示“或”門電路實驗，如圖2.10-8。

點評：通過示范性的操作演示講解，理解“或”門電路實現“或”關系處理的電路原理，為下階段探究“非”關系及“非”電路作準備。

3、“非”門

教師：（投影）教材圖2.10-9

引導學生分析開關A對電路的控制作用。體會“非”邏輯關系。

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教師：仍然把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0，請同學們自己探究輸入與輸出間的關系。說明什么是“非”邏輯。

學生：討論，得出結論：輸出狀態和輸入狀態成相反的邏輯關系，叫做“非”邏輯。教師指出：具有“非”邏輯關系的電路稱為“非”門電路，簡稱“非”門。

符號：。

教師：請同學們自己畫出“非”門的真值表。如下表。

教師：介紹集成電路的優點。讓學生了解幾個“或”門的集成電路和幾個“非”門的集成電路的外引線圖。投影：

演示“非”門電路實驗，結果如圖2.10-13。

（三）實例探究 投影：

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教師引導學生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學知識的理解。

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第四篇：高二物理教案 牛頓第一定律教案

高二物理教案 牛頓第一定律教案

(一)教學目的

1.知道慣性定律,常識性了解伽利略理想實驗的推理過程.2.通過實驗分析,初步培養學生科學的思維方法.(二)重點與難點

重點:牛頓第一定律

難點:伽利略理想實驗的推理過程.(三)教學過程

1.引入新理

師:力能使靜止的物體運動起來,力又能使運動物體速度增大或減小,還可以改變物體運動的方向,物體不受力又怎樣呢?從這節課開始,我們就來研究有關力和運動的一系列問題.[板書1]第九章 力和運動

2.新課教學

師:請同學們觀察實驗

[實驗1]靜止在木板面上的小車.師:小車處于什么狀態?

生:靜止.師:靜止的小車,水平方向不受推動和拉力的作用,它將會怎樣?

生:永遠處于靜止.[實驗2]如圖1所示,小車受水平拉力作用時.(讓小車運動一段距離后立即用手使它靜止下來)

師:觀察小車的狀態發生怎樣變化?

生:由靜止到運動.[實驗3]如圖1.繼續實驗2,鉤碼使小車水平運動后,用手托住下落的鉤碼.小車失去水平拉力后,繼續向前滑行一段距離停止.師:你看到什么現象?

生:小車繼續運動一段距離后才靜止.師:小車運動一段距離后,變為靜止的原因是什么呢?

生:受到木板的摩擦阻力作用.師:是不是這樣呢?請大家繼續觀察下面實驗.[實驗4]用同一小車分別(三次)從同一斜面不同的高度自由滑向相同的平面,記下三次小車靜止在相同水平面上的位置.如圖2(A)、(B)、(C)所示.師:哪一次水平滑行距離最短?

生:第一次.師:為什么?

生:小車在斜面上高度最小,它在水平面上開始運動時速度最小(后半句話學生回答不出來,第一次可由老師說).師:哪一次水平滑行距離最長?

生:第三次.師:為什么?

生:小車在斜面上高度最大,它在水平面上開始運動時速度最大.師:同理如果小車三次處于同一斜面、相同高度,自由滑向水平面,小車在水平面上開始運動的速度大小會怎樣呢?

生:相同.師:(介紹牛頓第一定律演示裝置)這是一個斜面,把它放在講臺桌上.(如圖3所示.)

[實驗5]讓小車分別三次從同一斜面的相同高度自由滑下,觀察小車在不同材料的水平面上運動的情況.(在桌面鋪上毛巾、棉布.)

師:哪次小車在水平面上運動距離最短,為什么?

生:第一次(或最上面那一次).表面材料是毛巾,阻力最大,滑行距離最短.(在學生回答過程中,填寫表1第一行前三項)

師:很短距離,速度變為零.速度變化快呢,還是慢呢?

生:最快.(填寫表1第一行最后一項)

師:第二次實驗的情況如何,大家一起填表1的第二行.生:棉布、阻力較大、滑行距離較長、速度變化較快.(填寫表1第二行)

師:第三次實驗的情況如何;大家一起填表的第三行.生:桌子表面、阻力較小、滑行距離長、速度變化較慢.(填寫表1第三行)

師:假定我們做第四次實驗,水平表面用玻璃板,玻璃板的阻力比木板小,實驗結果會怎樣呢?(填寫表1第四行前兩項)

生:小車滑行的距離長,速度變化最慢.(填寫表1第四行后兩項)

師:假定我們還能找到某種材料,對小車的阻力比玻璃板還小,最最小,來做水平表面的材料,實驗結果又會怎樣呢?

生:那么小車滑行距離就更長,最最長,速度變化最最慢.師:大家一起來填表1第五行(見表)

師:假如水平表面對小車沒有阻力,實驗結果又會怎樣呢?

生:小車永不停止地運動下去!

師:一起來填表1的第六行.(見表)表1

師:大家注意這個表格的前三行我們是做了實驗的.第四、五行沒有做實驗,只是根據前三行的實驗結果,加上邏輯推理得出來的結論.雖然沒有做實驗,但是在正確實驗的基礎上加上正確的推理,得到的結論也是正確的.大家再仔細琢磨表的第六行,它和第四、第五行有什么不同.生:沒有阻力,而第四、五行還有阻力,只是一次比一次小.師:非常正確,邏輯推理就是這樣進行的.阻力逐漸變小,實驗結論如何呢?阻力沒了,結果又會怎樣呢?

師:沒有阻力的平面叫做理想光滑的平面,實際上并不存在.第六行的結果就是理想實驗,實際上不存在,是在正確實驗的基礎上正確推理得出來的.師:這種建立在實驗的基礎上,通過邏輯推理得到理想狀況下的結論,也是研究物理的一種方法.300多年前著名的物理學家伽利略就是這樣通過實驗推理得出來物體不受阻力將如何運動的.師:誰給大家朗讀書第104頁倒數第三段?

生:(讀課文略)

師:大家把這段倒數第三行如果表面絕對光滑運動下去.畫下來.師:法國科學家笛卡兒,又對伽利略的結論作了補充,他是怎樣說的,請一位同學讀教材第104頁倒數第二段.生:(讀課文略).師:大家從此段的倒數第三行如果運動物體運動下去.畫下來.師:笛卡兒的說法和伽利略的說法有什么不同?不同又說明了什么?

生:笛卡兒把伽利略的物體受到的阻力為零改為物體不受任何力的作用.說明,不是僅僅限于阻力了,而是任何力.師:再后來英國的科學家總結了伽利略等人的研究成果,概括出一條重要的物理定律.叫做牛頓第一定律.[板書2]

一、牛頓第一定律

一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.牛頓第一定律.師:牛頓的結論和伽利略、笛卡兒的結論有什么不一樣?

生甲:牛頓和伽利略的結論比較有兩點不同:第一把阻力為零,改為不受作用力;第二伽利略結論中無保持靜止狀態.生乙:牛頓和笛卡兒結論比較,增加了保持靜止狀態.師:現在給大家2分鐘,看誰最先把牛頓第一定律內容背下來.生:(背誦略)

師:大家看牛頓第一定律都說了些什么?定律的研究對象是(板書3(1)前半部分)

生:一切物體.(板書3(1)后半部分)

[板書3(1)](1)定律的研究對象一切物體.師:一切物師:定律成立的條件是(板書3(2)中的前半部分)

生:不能受外力作用.(板書3(2)中后半部分)

[板書3(2)](2)定律成立的條件不受外力作用.師:誰不能受外力作用?

生:研究的物體.師:定律的結論是(板書3(3)中的前半部分)

生:物體總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.(板書3(3)中后面部分)

[板書3(3)](3)定律的結論總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.師:有同學把結論中的或讀成和把或改作和對嗎?

生:不對.師:非常好,你能繼續說一下為什么不對嗎?

生:一個物體不可能同時存在兩種狀態,它要靜止,就不可能做勻速直線運動.所以不能用和字.師:大家同意他的看法嗎?(在板書2中的或字下加點)

師:定律中總保持的含義是什么呢?

生:好像是不改變的意思.師:你能給大家舉例說明嗎? 生:剛才第一個實驗中小車在水平板上,不受鉤碼的拉力,原來靜止,后來仍然靜止.而由斜面滑下的小車,在理想平面上原來做勻速直線運動,后來仍然做勻速直線運動.師:誰能再舉出一些事例?

生:放在桌上的書,停在車站上的汽車,假如沒有別的物體推拉它們,它們原來靜止就永遠靜止下去,在地面上踢出去的球,假如地面和空氣對它沒有阻力作用,原來做勻速直線運動的球,永遠勻速直線運動下去.師:他說的大家同意嗎?

生答:同意.師:可見總字體現了恒,或字體現了不是靜,就是動.(在板書2中的總保持三個字下加點)

師:物體不受力的時候,它后來的運動狀態由什么決定呢?

生:由它原來狀態決定的.3.鞏固練習

1.打出投影片

(1)已知某物體沒有受到外力作用,那么該物體可能處于怎樣的運動狀態?為什么?

(2)在什么條件下,物體一定處于勻速直線運動狀態?

(3)在什么條件下,物體一定處于靜止狀態?

師:同學們想一想,互相議論議論,然后回答.生:物體可能處于靜止狀態,也可能處于運動狀態.師:為什么?

生:因為牛頓第一定律說一切物體不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.題目中沒有說明物體原來是什么狀態,所以它的狀態是兩種可能都存在.師:誰來回答第(2)題?

生甲:物體不受力的作用時.師:還有不同意見嗎?

生乙:物體還必須原來處于勻速直線運動狀態.師:也就是說要同時具備兩個條件:第一、物體原來是運動的;第二,物體沒有受到外力的作用.師:誰來說說第(3)題?

生:要同時有兩個條件,一是物體原來必須是靜止的;二是物體沒有受到外力作用.師:請大家再思考這樣一個問題:有人把牛頓第一定律說成靜止的物體永遠靜止,運動的物體永遠運動是否正確?為什么?

生:不正確,因為他把物體不受外力作用的條件丟了.師:還有補充嗎?

生:運動物體不受外力作用時,它永遠作勻速直線運動.師:可見,維持物體的運動不需要力,而物體運動狀態改變則一定要有力的作用.師:誰能總結一下,我們今天學習的知識.4.小結

生甲:今天我們學習了牛頓第一定律,這是在實驗基礎上推理得到的.清楚了定律研究的對象、成立的條件和結論.生乙:還有定律中關鍵字的含義.5.布置作業

閱讀教材,背誦牛頓第一定律.教學說明

1.牛頓第一定律是初中物理難點課,困難有兩點:一是如何在有限的三次實驗基礎上,通過邏輯推理得出理想實驗的結論.二是如何使學生理解牛頓第一定律的實驗.為了克服第二個難點,本課設計了[實驗4],目的是讓學生明了,從斜面上同一高度下滑的物體,在水平面上開始運動的速度相同.為了克服第一個難點,在表8-1中增加了第四、五、六三行.在講授中應仔細認真引導學生領會第四、五行的物理意義和第六行的物理意義.從中領會伽利略理想實驗的邏輯思維過程.2.關于消除力是維持運動的原因的錯誤觀念,不可能畢其功于一役.本節課只能在牛頓第一定律的基礎上給予初步的說明.在今后的教學中,在適當時再給予進一步的說明,只有經過多次重復(逐漸深入)的分析和說明,才能消除力是維持運動的原因的錯誤觀念.

第五篇：高二物理教案

寫一份優秀教案是設計者教育思想、智慧、動機、經驗、個性和教學藝術性的綜合體現。下面是小編為大家搜集整理出來的有關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驗教科書物理（選修3—1）》第一章第二節《庫侖定律》

【課 時】1學時

【三維目標】

知識與技能：

1、知道點電荷的概念，理解并掌握庫侖定律的含義及其表達式；

2、會用庫侖定律進行有關的計算；

3、知道庫侖扭稱的原理。

過程與方法：

1、通過學習庫侖定律得出的過程，體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程，學會通過間接手段測量微小力的方法；

2、通過探究活動培養學生觀察現象、分析結果及結合數學知識解決物理問題的研究方法。

情感、態度和價值觀：

1、通過對點電荷的研究，讓學生感受物理學研究中建立理想模型的重要意義；

2、通過靜電力和萬有引力的類比，讓學生體會到自然規律有其統一性和多樣性。

【教學重點】

1、建立庫侖定律的過程；

2、庫侖定律的應用。

【教學難點】

庫侖定律的實驗驗證過程。

【教學方法】

實驗探究法、交流討論法。

【教學過程和內容】

<引入新課>同學們，通過前面的學習，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足什么規律呢？讓我們一起進入本章第二節《庫侖定律》的學習。

<庫侖定律的發現>

活動一：思考與猜想

同學們，電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現的，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了麻煩。

早在300多年以前，偉大的牛頓在研究萬有引力的同時，就曾對帶電紙片的運動進行研究，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。

（問題1）大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎？

在靜電學的研究中，我們經常使用的帶電體是球體。

（問題2）帶電體間的作用力（靜電力）的大小與哪些因素有關呢？

請學生根據自己的生活經驗大膽猜想。

<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關系

實驗表明：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，應該進一步深入得到更準確的定量關系。

（問題3）靜電力F與r，q之間可能存在什么樣的定量關系？

你覺得哪種可能更大？為什么？（引導學生與萬有引力類比）

活動二：設計與驗證

<實驗方法>

（問題4）研究F與r、q的定量關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的反比關系；

（2）保持r不變，驗證F與q的正比關系。

<實驗可行性討論>、困難一：F的測量（在這里F是一個很小的力，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的定量關系，你有什么好的想法嗎？）

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

——這說明了什么？（說明球接觸后等分了電荷）

（追問）現在，你有什么想法了嗎？

<實驗具體操作>定量驗證

實驗結論：兩個點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>同學們，我們一起用了大約20分鐘得到的這個結論，其實在物理學發展史上，數位偉大的科學家用了近30年的時間得到的并以法國物理學家庫侖的名字來命名的庫侖定律。

啟示一：類比猜想的價值

讀過牛頓著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。正是這樣的類比，讓電磁學少走了許多彎路，形成了嚴密的定量規律。馬克·吐溫曾說“科學真是迷人，根據零星的事實，增添一點猜想，竟能贏得那么多的收獲！”。科學家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎進行的猜想，才是最具有創造力的思維活動。

然而，英國物理史學家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服！”

啟示二：實驗的精妙

1785年庫侖在前人工作的基礎上，用自己設計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律。（庫侖扭稱實驗的介紹：這個實驗的設計相當巧妙。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：真空中兩個靜止點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上。

2．數學表達式：

（說明），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）點電荷。

（強調）庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似，但仍是性質不同的兩種力。我們來看下面的題目：

<達標訓練>

例題1：（通過定量計算，讓學生明確對于微觀帶電粒子，因為靜電力遠遠大于萬有引力，所以我們往往忽略萬有引力。）

（過渡）兩個點電荷的靜電力我們會求解了，可如果存在三個電荷呢？

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

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

（拓展說明）庫侖定律是電磁學的基本定律之一。雖然給出的是點電荷間的靜電力，但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。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頁的“科學漫步”欄目，介紹的是靜電力的應用。你還能了解更多的應用嗎？

2、萬有引力與庫侖定律有相似的數學表達式，這似乎在預示著自然界的和諧統一。課后請同學查閱資料，了解自然界中的“四種基本相互作用”及統一場理論。

《氣體的等溫變化》

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

教學設計特點：突出物理規律形成的感性基礎和理性探索的有機結合；通過問題驅動達成教目標的有效實現；重視物理從生活中來最終回到生活中去。

1．教學目標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過程與方法

帶領學生經歷探究等溫變化規律的全過程，體驗控制變量法以及實驗中采集數據、處理數據的方法。

1、3情感、態度與價值觀

讓學生切身感受物理現象，注重物理表象的形成；用心感悟科學探索的基本思路，形成求實創新的科學作風。

2、教學難點和重點

重點：讓學生經歷探索未知規律的過程，掌握一定質量的氣體在等溫變化時壓強與體積的關系，理解 p—V 圖象的物理意義。

難點：學生實驗方案的設計；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

學生在初中時就已經有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對于氣體的三個狀態參量之間有什么樣的關系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應該以學生為主體，強調學生的自主學習、合作學習，著重培養學生的創新思維能力和實證精神。這節課首先通過做簡單的演示實驗，讓學生明白氣體的質量、溫度、體積和壓強這幾個物理量之間存在著密切的聯系；然后與學生一道討論實驗方案，確定實驗要點，接著師生一道實驗操作，數據的處理，得出實驗結論并深入討論，最后簡單應用等溫變化規律解決實際問題。

5．教學流程：（略）

6．教學過程

6、l課題引入

演示實驗：變形的乒乓球在熱水里恢復原狀

乒乓球里封閉了一定質量的氣體，當它的溫度升高，氣體的壓強就隨著增大，同時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系。本章我們研究氣體各狀態參量之間的關系。

對于氣體來說，壓強、體積、溫度與質量之間存在著一定的關系。高中階段通常就用壓強、體積、溫度描述氣體的狀態，叫做氣體的三個狀態參量。對于一定質量的氣體當它的三個狀態參量都不變時，我們就說氣體處于某一確定的狀態；當一個狀態參量發生變化時，就會引起其他狀態參量發生變化，我們就說氣體發生了狀態變化。這一章我們的主要任務就是研究氣體狀態變化的規律。

出示課題： 第八章 氣體

師問：同時研究三個及三個以上物理量的關系，我們要用什么方法呢？請舉例說明。

生：控制變量法

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

師：我們這節課首先研究氣體的壓強和體積的變化關系。

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

第一節 氣體的等溫變化6、2 新課進行

一、實驗探究

1、學生體驗壓強與體積的關系得出定性結論

全體同學體驗： 每個同學用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會怎么樣，思考為什么？

小組體驗：每桌同學用一只小的注射器體驗：一個同學用手指頭封閉一定質量的氣體，另一個同學緩慢壓縮氣體，體積減小時第一個同學的手指有什么感覺，說明什么呢？反之當我們拉動活塞增大氣體體積時，手指有什么感覺，說明什么呢？要求學生體驗并說出自己的感覺和結論（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

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

學生：壓強與體積成反比例關系（從最簡單的定量關系做起）

師：一定質量的氣體在發生等溫變化時壓強與體積是否是成反比例的關系，需要我們進一步研究、這節課我們用實驗探究這一課題。

3、實驗驗證：

（1）實驗設計：

首先，要求學生完整的復述我們的實驗目的：探究一定質量的氣體在溫度不變情況下壓強與體積之間的定量關系、要求學生根據放在桌上的器材，思考試驗方案，并思考以下幾個問題：

問題1：本實驗的研究對象是什么？如何取一定質量的氣體？實驗條件是什么？如何實現這一條件？

學生討論回答：研究對象是一定質量的氣體，用活塞封閉一定質量的氣體在注射器內以獲取，實驗條件是氣體質量不變，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。

（或者有其他的實驗方案）

問題2： 數據收集 本實驗中應該要收集哪些數據？ 用什么方法測量？

學生：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系呢？（學生討論并回答）

學生：常用數據處理辦法有計算法，圖象法等。

老師：能不能說得更具體一點呢？

學生：就是先把V和P乘起來，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，在用描點作圖法，把得到的數據作到坐標系中，再連線，看圖像的特點，從而得到兩者的定量關系。

再讓一個學生把我們剛才分析得到的比較好的實驗方法再復述，然后師生互助完成實驗。

2、實驗過程：

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

數據處理：①簡單計算 找壓強和體積之間的關系

②學生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結論？

總結提問：各小組是如何處理數據的，結論如何？（實物投影展示）

問題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢？（還是猜測）我們怎樣進一步P和V之間的關系呢？

教師：有一種思想叫做轉化的思想。若P—V圖象為一雙曲線，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過原點的一條直線）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。我們看到一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過原點的直線，表明壓強與體積成反比。

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

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

學生討論分析產生誤差的原因、早在17世紀，英國科學家玻意耳和法國科學家馬略特分別通過更嚴謹的實驗研究得出了這個結論，被稱為玻意耳定律。

二、玻意耳定律

1、內容：一定質量的某種氣體，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分別為氣體在兩個狀態下的壓強和體積）

3、圖象：P—1/V圖象：過原點的直線——等溫線

P—V圖象：雙曲線的一支——等溫線

三、拓展思考

問題5：在同一溫度下，取不同質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是一個普適常量嗎？（學生思考不能求解或回答不一樣）

師問：怎樣才能得到正確的結果呢？（猜想—實驗驗證）

學生：改變氣體的質量用同樣的方法重新測量，測量數據記錄在同一表格中，通過簡單的計算就能得到結果。

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

問題6：取相同質量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學生猜想——驗證）

結論：不一樣。溫度較高時，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：

問題一：氣球漲大視頻。學生分析。

問題二：小實驗。裝水的瓶子下有小洞，當蓋子打開時水會噴出，然后合上蓋子則水就不會持續地流出了。

解釋：蓋子打開時，小孔上方的壓強始終大于外面的壓強，所以水會噴出，當蓋子蓋上時，水的上方被封閉了一定質量的氣體，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，水就流不出去了。

五．課堂小結

1、方法 ①研究多變量問題時用控制變量法

②實驗探究方法：猜想——驗證——進一步猜想——再驗證——得到結論

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

六．教學后記：

1．課堂上讓學生從自身體驗開始，充分參與科學探究的全過程，熟悉科學探究未知世界的一般流程，并堅持滲透實事求是和精益求精的科學精神。

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

3．教學中學生參與小實驗及視頻材料能很好地吸引學生的注意力，提高教學的有效性。

4、物理來源于社會生活實踐，反之也能解釋自然界及生活和生產中的相關現象，有效杜絕物理和生活相脫節的現象發生、也有利于學生正確物理觀的形成。

《簡諧運動的描述》

1、理解振幅、周期和頻率的概念，知道全振動的含義。

2、了解初相位和相位差的概念，理解相位的物理意義。

3、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義，能依據振動方程描繪振動圖象。

4、理解簡諧運動圖象的物理意義，會根據振動圖象判斷振幅、周期和頻率等。

重點難點：對簡諧運動的振幅、周期、頻率、全振動等概念的理解，相位的物理意義。

教學建議：本節課以彈簧振子為例，在觀察其振動過程中位移變化的周期性、振動快慢的特點時，引入描繪簡諧運動的物理量（振幅、周期和頻率），再通過單擺實驗引出相位的概念，最后對比前一節得出的圖象和數學表達式，進一步體會這些物理量的含義。本節要特別注意相位的概念。

導入新課：你有喜歡的歌手嗎？我們常常在聽歌時會評價，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，獨具個性……但同樣的歌曲由大多數普通人唱出來，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。

1、描述簡諧運動的物理量

（1）振幅

振幅是振動物體離開平衡位置的①最大距離。振幅的②兩倍表示的是振動的物體運動范圍的大小。

（2）全振動

振子以相同的速度相繼通過同一位置所經歷的過程稱為③全振動，這一過程是一個完整的振動過程，振動質點在這一振動過程中通過的路程等于④4倍的振幅。

（3）周期和頻率

做簡諧運動的物體，完成⑤全振動的時間，叫作振動的周期;單位時間內完成⑥全振動的次數叫作振動的頻率。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，則周期和頻率的關系是⑨f=。

（4）相位

在物理學中，我們用不同的⑩相位來描述周期性運動在各個時刻所處的 不同狀態。

2、簡諧運動的表達式

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

（2）簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關系的表達式為 x=Asin（ωt +φ），其中 A代表簡諧運動的振幅，ω叫作簡諧運動的“圓頻率”，ωt+φ代表相位。

1、彈簧振子的運動范圍與振幅是什么關系？

解答：彈簧振子的運動范圍是振幅的兩倍。

2、周期與頻率是簡諧運動特有的概念嗎？

解答：不是。描述任何周期性過程，都可以用這兩個概念。

3、如果兩個振動存在相位差，它們振動步調是否相同？

解答：不同。

主題1：振幅

問題：（1）同一面鼓，用較大的力敲鼓面和用較小的力敲鼓面，鼓面的振動有什么不同？聽上去感覺有什么不同？

（2）根據（1）中問題思考振幅的物理意義是什么？

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

（2）振幅是描述振動強弱的物理量，振幅的大小對應著物體振動的強弱。

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

主題2：全振動、周期和頻率

問題：（1）觀察課本“彈簧振子的簡諧運動”示意圖，振子從P0開始向左運動，怎樣才算完成了全振動？列出振子依次通過圖中所標的點。

（2）閱讀課本，思考并回答下列問題：周期和頻率與計時起點（或位移起點）有關嗎？頻率越大，物體振動越快還是越慢？振子在一個周期內通過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周期可能由哪些因素決定？假如我們能看清楚振子的整個運動過程，那么從什么位置開始計時才能更準確地測量振動的周期？為什么？

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

（2）周期和頻率與計時起點（或位移起點）無關;頻率越大，周期越小，表示物體振動得越快。振子在一個周期內通過的路程是4倍的振幅，而在一個周期內的位移是零。

（3）影響彈簧振子周期的因素可能有振子的質量、彈簧的勁度系數等;從振子經過平衡位置時開始計時能更準確地測量振動周期，因為振子經過平衡位置時速度最大，這樣計時的誤差最小。

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

主題3：簡諧運動的表達式

問題：閱讀課本有關“簡諧運動的表達式”的內容，討論下列問題。

（1）一個物體運動時其相位變化多少就意味著完成了全振動？

（2）若采用國際單位，簡諧運動中的位移（x）與時間（t）關系的表達式x=Asin（ωt+φ）中ωt+φ的單位是什么？

（3）甲和乙兩個簡諧運動的頻率相同，相位差為，這意味著什么？

解答：（1）相位每增加2π就意味著完成了全振動。

（2）ωt+φ的單位是弧度。

（3）甲和乙兩個簡諧運動的相位差為，意味著乙（甲）總是比甲（乙）滯后個周期或次全振動。

知識鏈接：頻率相同的兩個簡諧運動，相位差為0稱為“同相”，振動步調相同;相位差為π稱為“反相”，振動步調相反。

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

A、從B→O→C為全振動

B、從O→B→O→C為全振動

C、從C→O→B→O→C為全振動

D、從D→C→O→B→O為全振動

【解析】選項A對應過程的路程為2倍的振幅，選項B對應過程的路程為3倍的振幅，選項C對應過程的路程為4倍的振幅，選項D對應過程的路程大于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

【點評】要理解全振動的概念，只有振動物體的位移與速度第同時恢復到原值，才是完成全振動。

2、（考查簡諧運動的振幅和周期）周期為T=2 s的簡諧運動，在半分鐘內通過的路程是60 cm，則在此時間內振子經過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】振子完成全振動經過軌跡上每個位置兩次（除最大位移處外），而每次全振動振子通過的路程為4個振幅。

【答案】B

【點評】一個周期經過平衡位置兩次，路程是振幅的4倍。

3、圖示為質點的振動圖象，下列判斷中正確的是（）。

A、質點振動周期是8 s

B、振幅是4 cm

C、4 s末質點的速度為負，加速度為零

D、10 s末質點的加速度為正，速度為零

【解析】由振動圖象可得，質點的振動周期為8 s，A對;振幅為2 cm，B錯;4 s末質點經平衡位置向負方向運動，速度為負向最大，加速度為零，C對;10 s末質點在正的最大位移處，加速度為負值，速度為零，D錯。

【答案】AC

【點評】由振動圖象可以直接讀出周期與振幅，可以判斷各個時刻的速度方向與加速度方向。

4、（考查簡諧運動的表達式）兩個簡諧運動分別為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，兩物體的振動情況始終反相。

【答案】2∶1 2b 2b π

【點評】要能根據簡諧運動的表達式得出振幅、頻率、相位。

拓展一：簡諧運動的表達式

1、某做簡諧運動的物體，其位移與時間的變化關系式為x=10sin 5πt cm，則：

（1）物體的振幅為多少？

（2）物體振動的頻率為多少？

（3）在時間t=0、1 s時，物體的位移是多少？

（4）畫出該物體簡諧運動的圖象。

【分析】簡諧運動位移與時間的變化關系式就是簡諧運動的表達式，將它與教材上的簡諧運動表達式進行對比即可得出相應的物理量。

【解析】簡諧運動的表達式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）物體振動的頻率f= = Hz=2、5 Hz。

（3）t=0、1 s時位移x=10sin（5π×0、1）cm=10 cm。

（4）該物體簡諧運動的周期T==0、4 s，簡諧運動圖象如圖所示。

【答案】（1）10 cm（2）

2、5 Hz（3）10 cm（4）如圖所示

【點撥】在解答簡諧運動表達式的題目時要注意和標準表達式進行比較，知道A、ω、φ各物理量所代表的意義，還要能和振動圖象結合起來。

拓展二：簡諧振動的周期性和對稱性

甲

2、如圖甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置做簡諧運動，從O點開始計時，振子第到達M點用了0、3 s的時間，又經過0、2 s第二次通過M點，則振子第三次通過M點還要經過的時間可能是（）。

A、s B、s C、1、4 s D、1、6 s

【分析】題目中只說從O點開始計時，并沒說明從O點向哪個方向運動，它可能直接向M點運動，也可能向遠離M點的方向運動，所以本題可能的選項有兩個。

乙

【解析】如圖乙所示，根據題意可知振子的運動有兩種可能性，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M點還要經過的時間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M點還要經過的時間t3=t1+（t1—）=（2×0、3—）s= s。

【答案】AC

【點撥】解答這類題目的關鍵是理解簡諧運動的對稱性和周期性。明確振子往復通過同一點時，速度大小相等、方向相反;通過關于平衡位置對稱的兩點時，速度大小相等、方向相同或相反;往復通過同一段距離或通過關于平衡位置對稱的兩段距離時所用時間相等。另外要注意，因為振子振動的周期性和對稱性會造成問題的多解，所以求解時別漏掉了其他可能出現的情況。