教科版高中物理选修34编说明与教材分析

1、周昌鲜 在选修在选修3-4模块中，模块中，课程标准课程标准指出：波动是一种常指出：波动是一种常见而重要的运动形式。自见而重要的运动形式。自20世纪初以来，随着电磁波的广世纪初以来，随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究，与波相关的物理学内容泛应用和对微观世界的深入研究，与波相关的物理学内容的重要性日益突出。的重要性日益突出。 在这个模块中，学生将首先通过机械波的学习认识波在这个模块中，学生将首先通过机械波的学习认识波动的一般规律，进而学习电磁波和光。电磁场和光现象的动的一般规律，进而学习电磁波和光。电磁场和光现象的深入研究使物理学的探索进入了高速运动的领域，发现了深入研究使物理学的探索进入

2、了高速运动的领域，发现了不同于日常生活经验的规律，诞生了相对论。在本模块中，不同于日常生活经验的规律，诞生了相对论。在本模块中，学生将初步接触相对论的知识，从而拓展视野，激发进一学生将初步接触相对论的知识，从而拓展视野，激发进一步探索科学奥秘的兴趣。步探索科学奥秘的兴趣。 本模块是继续学习物理学和其他科学技术的基础，也本模块是继续学习物理学和其他科学技术的基础，也是了解现代科学技术的基础。是了解现代科学技术的基础。第一章第一章 机械振动机械振动第二章第二章 机械波机械波第三章第三章 电磁振荡电磁振荡 电磁波电磁波第四章第四章 光的折射光的折射第五章第五章 光的波动性光的波动性第六章第六章 相对

3、论相对论编写的整体思路编写的整体思路 关注学生实际关注学生实际 重视实验探究重视实验探究强调知识用途强调知识用途突出学习过程突出学习过程（一）关注学生实际（一）关注学生实际编写背景：编写背景： 学生基本上没有这方面的基础（光的反射和折射学生基本上没有这方面的基础（光的反射和折射除外）。从机械振动、机械波、电磁振荡和电磁波、除外）。从机械振动、机械波、电磁振荡和电磁波、全反射、光的波动性到相对论的学习，学生不仅感到全反射、光的波动性到相对论的学习，学生不仅感到抽象，而且感到难懂、难学。虽然这部分内容不是整抽象，而且感到难懂、难学。虽然这部分内容不是整个高中物理学的主干知识和重点知识，但是这部分知

4、个高中物理学的主干知识和重点知识，但是这部分知识确是学生进一步学习物理学的基本研究方法的重要识确是学生进一步学习物理学的基本研究方法的重要内容，也是学生进一步了解和学习物理学在生产、生内容，也是学生进一步了解和学习物理学在生产、生活和前沿科技等方面展开应用的重要内容。活和前沿科技等方面展开应用的重要内容。编写目的：编写目的： 有助于学生有助于学生“学习科学探究方法，发展自主学习学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题探究方法解决一些问题” 1、从学生已有的生活经历出发建立概念、从学生已有的生活

5、经历出发建立概念 概念建立的基本编写思路：学生生活实际概念建立的基本编写思路：学生生活实际提出探提出探究问题究问题引导观察思考引导观察思考重视思维活动重视思维活动建立物理概念建立物理概念得出物理模型得出物理模型 如：简谐运动的研究：从学生生活实际出发（钟如：简谐运动的研究：从学生生活实际出发（钟摆的摆动、树梢在微风中的摇动等）摆的摆动、树梢在微风中的摇动等） 展示弹簧振子展示弹簧振子的运动的运动 观察运动特征并提出问题（研究位移与力的观察运动特征并提出问题（研究位移与力的关系）关系） 得出回复力的概念得出回复力的概念建立简谐运动模型。建立简谐运动模型。全力以赴全力以赴 注重细节注重细节 主动学

6、习主动学习 提升能力提升能力3、教材编写注意化抽象为形象、教材编写注意化抽象为形象 如：声波如：声波的多普勒效应的多普勒效应是可闻而不可是可闻而不可见，但是水波见，但是水波的多普勒效应的多普勒效应就可以通过移就可以通过移动波源产生的动波源产生的水波波形来进水波波形来进行展示行展示。4、图文并茂、降低难度、图文并茂、降低难度 如：由低速到高速来讨论同时的相对性。这是一如：由低速到高速来讨论同时的相对性。这是一个抽象程度较高的问题，在中学阶段难以用实验去探个抽象程度较高的问题，在中学阶段难以用实验去探究或验证。究或验证。（二）重视实验探究（二）重视实验探究 实验探究的特征是：实验探究是在实验探究的

7、特征是：实验探究是在不知道某现象原因的前提下，先对该现不知道某现象原因的前提下，先对该现象的产生做出合理的假设，然后设计一象的产生做出合理的假设，然后设计一系列实验来验证假设的过程。实验探究系列实验来验证假设的过程。实验探究通常是科学家对新事物、新现象进行研通常是科学家对新事物、新现象进行研究时常用的方法。究时常用的方法。 目前，在教学中的实验探究并不是真正意目前，在教学中的实验探究并不是真正意义上的为了新发现而设计的实验探究，因为咱义上的为了新发现而设计的实验探究，因为咱们都是在重复前人的实验，而课堂上所谓的实们都是在重复前人的实验，而课堂上所谓的实验探究，是在教师知道而学生不知道答案的前验

8、探究，是在教师知道而学生不知道答案的前提下完成的，旨在培养学生的探究意识和能力。提下完成的，旨在培养学生的探究意识和能力。实验探究的一般步骤如下：实验探究的一般步骤如下： 观察现象并提出问题观察现象并提出问题做出假设做出假设设计实设计实验验完成实验完成实验分析数据分析数据得出结论得出结论 编写特色：编写特色：学生实验互动探究学生实验互动探究演示实验亲力亲为演示实验亲力亲为编写背景：编写背景：背景背景1、实验难度高是这部分内容的重、实验难度高是这部分内容的重要特征。要特征。演示实验：如赫兹实验、光的衍射实验等。演示实验：如赫兹实验、光的衍射实验等。学生实验：如用双缝干涉测光的波长。学生实验：如用

9、双缝干涉测光的波长。背景背景2: 物理实验和科学探究的关系：物理实验和科学探究的关系： 标准标准把把“科学探究及物理实验能力要求科学探究及物理实验能力要求”、“共同必修模块共同必修模块”、“选修模块选修模块”并列，作为内容标并列，作为内容标准的三大部分，这表明科学探究、物理实验在高中物准的三大部分，这表明科学探究、物理实验在高中物理教学中的重要地位。理教学中的重要地位。 标准标准把物理实验和科学探究一并提出能力要把物理实验和科学探究一并提出能力要求，明确了物理实验和科学探究的关系。物理实验和求，明确了物理实验和科学探究的关系。物理实验和科学探究一样，它不仅是物理教学中的重要内容和学科学探究一样

10、，它不仅是物理教学中的重要内容和学习方式，而且是物理教学中的教学目标。我们在陈述习方式，而且是物理教学中的教学目标。我们在陈述科学探究的能力要求时，实际上包括了对物理实验的科学探究的能力要求时，实际上包括了对物理实验的能力要求能力要求。编写目的：编写目的： 培养独立探究行为、发展探究培养独立探究行为、发展探究能力、学习借助资源（教师、同学、能力、学习借助资源（教师、同学、教材、实验器材、辅助资料等）解教材、实验器材、辅助资料等）解决面临实际问题的能力决面临实际问题的能力。1、演示实验亲力亲为。、演示实验亲力亲为。 编者认真的完成了每一个演示实验，不仅编者认真的完成了每一个演示实验，不仅研究了完

11、成实验的条件和实验技巧，而且拍摄研究了完成实验的条件和实验技巧，而且拍摄下了清晰的实验现象，如波的干涉、波的衍射、下了清晰的实验现象，如波的干涉、波的衍射、光的全反射等，这些照片全是编者的原创照片。光的全反射等，这些照片全是编者的原创照片。进行这部分工作的目的是：要教师或学生进行进行这部分工作的目的是：要教师或学生进行的实验，一定是编者在中学实验室成功完成过的实验，一定是编者在中学实验室成功完成过的实验，即：的实验，即：写得出就做得到写得出就做得到2、学生实验注重引导和互动、学生实验注重引导和互动 学生实验中常常会出现这样的问题：有的学生实验中常常会出现这样的问题：有的学生对实验原理的认识不够

12、清楚、有的学生在学生对实验原理的认识不够清楚、有的学生在实验中操作不规范、观察实验现象不仔细、记实验中操作不规范、观察实验现象不仔细、记录实验数据和处理实验数据有一定困难、难以录实验数据和处理实验数据有一定困难、难以得出比较准确的实验结论、甚者不动手做实验。得出比较准确的实验结论、甚者不动手做实验。而新课标的理念之一就是：在课程目标上注重而新课标的理念之一就是：在课程目标上注重提高全体学生的科学素养（包括学生实验方面提高全体学生的科学素养（包括学生实验方面的科学素养）的科学素养） 。 对学生的分组实验的编写思路对学生的分组实验的编写思路是：是：学生实验的基本思路学生实验的基本思路实验原理实验原

13、理讨论交流（设计方案、实验准备等）讨论交流（设计方案、实验准备等）器材介绍器材介绍实验过程实验过程记录与分析记录与分析(得出实验结论得出实验结论)讨论交流（实验的拓展与研究）讨论交流（实验的拓展与研究） 在实验中设计在实验中设计“讨论交流讨论交流”，目的是创设一个互，目的是创设一个互动情景，迫使不同层次的学生进行有效地交流，激活动情景，迫使不同层次的学生进行有效地交流，激活有困难的学生，有困难的学生， 使教学能面向全体学生，力争解决好使教学能面向全体学生，力争解决好上面提到的问题上面提到的问题。 学生实验：如用双缝干涉测光的波长。该实验不仅要求学学生实验：如用双缝干涉测光的波长。该实验不仅要求

14、学生对光的双缝干涉现象的原理有很好的认识，而且对学生的实生对光的双缝干涉现象的原理有很好的认识，而且对学生的实验技能、数据采集、数据处理等方面也有很高的要求。验技能、数据采集、数据处理等方面也有很高的要求。编写背景：编写背景：（三）强调知识用途（三）强调知识用途 学生对这部分内容的学习感到比较枯燥，学生对学生对这部分内容的学习感到比较枯燥，学生对这部分知识的应用知道得有限，容易影响学生的学习这部分知识的应用知道得有限，容易影响学生的学习兴趣和学习积极性。兴趣和学习积极性。编写目的：编写目的： 促使学生知道所学知识的用途，尽力实现课标要促使学生知道所学知识的用途，尽力实现课标要求的关注求的关注“

15、学习终身发展必备的物理基础知识和技能，学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势学技术的现状及发展趋势”。达到维持和增强学生学。达到维持和增强学生学习动力的目的习动力的目的。 1、在课文正文、在课文正文中介绍相关物理知识中介绍相关物理知识的应用：如介绍无线的应用：如介绍无线电波、红外线、紫外电波、红外线、紫外线、线、x射线、激光等射线、激光等的基本应用；的基本应用； 2、在、在“发展空发展空间间”栏目介绍相关物栏目介绍相关物理知识的应用：如介理知识的应用：如介绍绍“多普勒效应监速多普勒

16、效应监速器的原理器的原理”、增透膜、增透膜与反射膜的原理、全与反射膜的原理、全息照相的基本原理等。息照相的基本原理等。（四）突出学习过程（四）突出学习过程编写背景：编写背景： 由于这部分内容不是高中的主干知识和重点内容，由于这部分内容不是高中的主干知识和重点内容，在教学时间又比较紧的时候，在进行这部分内容的教在教学时间又比较紧的时候，在进行这部分内容的教学时，有的教师甚至会直接告之学生这部分知识的结学时，有的教师甚至会直接告之学生这部分知识的结论，只要能对付高考就行，降低了对学生通过自己的论，只要能对付高考就行，降低了对学生通过自己的思维活动来获取知识过程的要求。思维活动来获取知识过程的要求。

17、编写目的：编写目的： 学生各种能力的发展，是和他们在学习中的相关学生各种能力的发展，是和他们在学习中的相关行为联系在一起的。教学中要关注学生的学习过程，行为联系在一起的。教学中要关注学生的学习过程，而不只是关注学生在该过程中所获得的结论。随着时而不只是关注学生在该过程中所获得的结论。随着时间的推移，知识的结论会因使用频率的减少而逐渐淡间的推移，知识的结论会因使用频率的减少而逐渐淡忘，但他们所获得的体验和感悟却会在新的学习过程忘，但他们所获得的体验和感悟却会在新的学习过程中得到加强和深化，成为他们学习素质的组成部分。中得到加强和深化，成为他们学习素质的组成部分。 在高中物理课中，应该强调分析、解

18、决物在高中物理课中，应该强调分析、解决物理问题的思路。与物理概念、物理规律这类陈理问题的思路。与物理概念、物理规律这类陈述性知识相比，方法和思路常常称之为程序性述性知识相比，方法和思路常常称之为程序性知识，它的特点是具有较高的概括性和广泛的知识，它的特点是具有较高的概括性和广泛的适用性。程序性知识的掌握水平，取决于能否适用性。程序性知识的掌握水平，取决于能否将它自觉地迁移到新的情景。由于它比陈述性将它自觉地迁移到新的情景。由于它比陈述性知识的迁移具有更大的跨度，因此很难用讲述知识的迁移具有更大的跨度，因此很难用讲述的方法达到掌握的目的。科学方法和正确思路的方法达到掌握的目的。科学方法和正确思路

19、的建立，要经历一定的学习过程才能实现。的建立，要经历一定的学习过程才能实现。1、通过一个又一个的实验来设计一个又一个的学习过程、通过一个又一个的实验来设计一个又一个的学习过程如：光的折射定律的探究如：光的折射定律的探究1-1、光的折射和反射现象、光的折射和反射现象1-2、观察折射现象、观察折射现象1-3、探究折射定律、探究折射定律2、通过学生活动设计学习过程、通过学生活动设计学习过程3、从生活实例出发设计学习过程、从生活实例出发设计学习过程4、通过、通过“发展空间发展空间” 设计学习过程设计学习过程 三、教材分析三、教材分析第一章第一章 机械振动机械振动 (一一) 通过观察和分析，理解简谐运动

20、的特征，能通过观察和分析，理解简谐运动的特征，能用公式和图像描述简谐运动的特征。用公式和图像描述简谐运动的特征。 可以通过观察弹簧振子的运动，分析回复力与位可以通过观察弹簧振子的运动，分析回复力与位移的关系，并用移的关系，并用fkx来表示，进而得到简谐运动的来表示，进而得到简谐运动的一般概念。应该认识到简谐运动是一种变加速运动，并一般概念。应该认识到简谐运动是一种变加速运动，并能用图象描述运动的位移与时间的关系，能从图象找出能用图象描述运动的位移与时间的关系，能从图象找出振动的周期和振幅。振动的周期和振幅。 学生应能分析弹簧振子在不同位置的速度大小、速学生应能分析弹簧振子在不同位置的速度大小、

21、速度方向、加速度大小、加速度方向，以及动能和弹性势度方向、加速度大小、加速度方向，以及动能和弹性势能间的转化。能间的转化。 学生应通过观察定性了解振动的相位及相学生应通过观察定性了解振动的相位及相位差的概念位差的概念 （二）通过实验，探究单摆的周期与摆长的（二）通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系关系 学生应能通过实验收集单摆的周期和摆长学生应能通过实验收集单摆的周期和摆长关系的数椐、尝试用不同曲线拟合实验曲线，关系的数椐、尝试用不同曲线拟合实验曲线，得出周期与摆长的二次方根成正比的关系。有得出周期与摆长的二次方根成正比的关系。有条件时应该练习用计算机处理实验数据。条件时应该练习用计算机处理实

22、验数据。 实验数据的处理手段，可以采用纸笔计算、实验数据的处理手段，可以采用纸笔计算、作图等人工方法，也可以用计算机，借助常用作图等人工方法，也可以用计算机，借助常用的数表软件进行处理的数表软件进行处理。例如在探究单摆周期和摆长的定量关系的实验中获得如下数据：例如在探究单摆周期和摆长的定量关系的实验中获得如下数据：摆长摆长l l/m/m0.40.40.60.60.80.81.01.01.51.5周期周期t t/s/s1.271.271.561.561.801.802.012.012.462.46 从表格中的数字我们难以判断周期从表格中的数字我们难以判断周期t 和摆长和摆长l 有什么定量有什么定

23、量关系，我们把这些数据输入到关系，我们把这些数据输入到excel工作簿中，让计算机来绘工作簿中，让计算机来绘制周期制周期t和摆长和摆长l关系的图表和确定关系的图表和确定t 和和l 的数学关系式。在操的数学关系式。在操作中，当把作中，当把t 和和l 的趋势线设定为乘幂关系时，可看到计算机的趋势线设定为乘幂关系时，可看到计算机根据表格中的数据所描绘的点，都落在右图的曲线上。如果根据表格中的数据所描绘的点，都落在右图的曲线上。如果选择选择“显示公式显示公式”选项，计算机在曲线旁注明的纵坐标和横选项，计算机在曲线旁注明的纵坐标和横坐标的数学关系是坐标的数学关系是 y=2.0105x0.4997，式中，

24、式中2.0105是常是常数，设为数，设为k，0.4997约等于约等于1/2，由上，由上述数学关系可明确得出述数学关系可明确得出“单摆周期单摆周期和摆长的平方根成正比和摆长的平方根成正比”的结论。的结论。随着计算机技术的普及和学生在信随着计算机技术的普及和学生在信息技术课程中学习水平的提高，高息技术课程中学习水平的提高，高中物理教学中采用常用的数表软件中物理教学中采用常用的数表软件来处理实验数据，已经具有很好的来处理实验数据，已经具有很好的基础。基础。y = 2.0105x0.499700.511.522.5300.511.52 （三）知道单摆的周期与摆长、重力加速度的关系。（三）知道单摆的周期

25、与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。会用单摆测定重力加速度。 学生只需知道通过摆长、周期计算重力加速度的学生只需知道通过摆长、周期计算重力加速度的公式，不要求推导这个公式。公式，不要求推导这个公式。 “用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”是一个学生实验。是一个学生实验。 该实验要注意的问题：该实验要注意的问题：1、如何正确测出摆长？、如何正确测出摆长？2、如何保证单摆在同一个竖直平面内摆动？、如何保证单摆在同一个竖直平面内摆动？3、在什么位置开始计时误差较小？如何处理计时时间、在什么位置开始计时误差较小？如何处理计时时间、通过平衡位置次数与振动周期的关系？通过平衡位置次数与

26、振动周期的关系？4、处理实验数据的方法有几种？、处理实验数据的方法有几种？5、我们已经掌握了几种测定重力加速度的方法？促使、我们已经掌握了几种测定重力加速度的方法？促使学生梳理和总结所学知识。学生梳理和总结所学知识。 （四）（四） 通过实验，认识受迫振动的特点。通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其在技术上的应用。了解产生共振的条件及其在技术上的应用。 通过演示和各种实例认识受迫振动的特点，通过演示和各种实例认识受迫振动的特点，例如例如: 受迫振动的频率等于驱动力的频率，与受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动物体的固有频率无关等。振动物体的固有频率无关等。“共振现象的产共振现象

27、的产生条件生条件”指无阻尼情况下的共振条件。指无阻尼情况下的共振条件。 如从古代记录的名剑报警到地震仪，都如从古代记录的名剑报警到地震仪，都涉及了受迫振动的知识。涉及了受迫振动的知识。 例题：某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为例题：某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和和9km/s. 一种简易地震仪由竖直弹簧振子一种简易地震仪由竖直弹簧振子p和水平弹簧振子和水平弹簧振子h组成，如图所示组成，如图所示. 在一次地震中，震源地在地震仪下方，观察到在一次地震中，震源地在地震仪下方，观察到两振子相差两振子相差5s开始振动，则开始振动，则 a. p 先开始振动，先开始振动， 震源

28、距地震仪约震源距地震仪约36km b. p 先开始振动，先开始振动， 震源距地震仪约震源距地震仪约25km c. h 先开始振动，先开始振动， 震源距地震仪约震源距地震仪约36km d. h先开始振动，先开始振动， 震源距地震仪约震源距地震仪约25km5、习题的处理与拓展、习题的处理与拓展例题例题l l型木板型木板p p（上表面光滑）（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块于木板上表面的滑块q q相连，如相连，如图所示。若图所示。若p p、q q一起沿斜面匀一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木速下

29、滑，不计空气阻力。则木板板p p 的受力个数为的受力个数为a a3 b3 b4 c4 c5 d5 d6 6答案：答案：c例题例题. 如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相对静止切弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩与小车相对静止切弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是：擦力，则在此段时间内小车可能是：a. 向右做加速运动向右做加速运动 b. 向右做减速运动向右做减速运动c. 向左

30、做加速运动向左做加速运动 d. 向左做减速运动向左做减速运动答案答案 ad （ 2009年山东卷）年山东卷）22图示为某探究活动小组设计的节能运动图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为系统。斜面轨道倾角为30，质量为，质量为m的木箱与轨道的动摩擦的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为因数为。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m的货物装的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被

31、弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是ammbm2mc木箱不与弹簧接触时，上滑木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度的加速度大于下滑的加速度d在木箱与货物从顶端滑到最在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能全部转化为弹簧的弹性势能答案：答案：bc 24（19分）如图，质量为分）如图，质量为m1的物体的物体a经一经一轻质弹簧与下方地面上的质量为轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体的物体b相相连，弹簧的劲度系数为连，弹簧的劲度系数为k，a、b都处于静止状都处于静

32、止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体物体a，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，处于伸直状态，a上方的一段绳沿竖直方向。上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上挂一质量为现在挂钩上挂一质量为m3的物体的物体c并从静止状并从静止状态释放，已知它恰好能使态释放，已知它恰好能使b离开地面但不继续离开地面但不继续上升。若将上升。若将c换成另一个质量为（换成另一个质量为（m1+m3）的）的物体物体d，仍从上述初始位置由静止状态释放，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次则这次b刚离地面时刚离地面时d的速度的大小是多

33、少？的速度的大小是多少？已知重力加速度为已知重力加速度为g。 第二章第二章 机械波机械波 （一）通过观察，认识波是振动传播（一）通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率（周期）的关系。长和频率（周期）的关系。 可以通过水波槽中浮子的运动及其他可以通过水波槽中浮子的运动及其他实例，认识波是振动的传播形式，不是媒实例，认识波是振动的传播形式，不是媒质粒子的宏观运动。波是能量传播的形式质粒子的宏观运动。波是能量传播的形式也可以通过这个实验和其他实例来说明。也可以通

34、过这个实验和其他实例来说明。 可以用横波、纵波发生演示器来演示它们可以用横波、纵波发生演示器来演示它们的发生过程。也可让学生站成一行，依次起立的发生过程。也可让学生站成一行，依次起立和下蹲来演示横波。和下蹲来演示横波。 要注意波的图像与振动图像的区别。不要要注意波的图像与振动图像的区别。不要求用图像描述纵波。求用图像描述纵波。 知道波长、波速的含义，知道波的周期和知道波长、波速的含义，知道波的周期和频率由波源决定，频率由波源决定，而波速与介质的性质有关而波速与介质的性质有关。能在具体情景中应用波速、频率（周期）、波能在具体情景中应用波速、频率（周期）、波长三者的关系。长三者的关系。 知道横波图

35、像与振动图像的差别，会在波知道横波图像与振动图像的差别，会在波的图像上找出波长、振幅。的图像上找出波长、振幅。 从图示位置开始，经过多长时间坐标从图示位置开始，经过多长时间坐标x=9m的的d质点第一次出质点第一次出现在波峰位置上？现在波峰位置上？ 图示时刻图示时刻d质点的加速度方质点的加速度方向？从图示时刻向？从图示时刻开始经过开始经过61/20s d质点的加速度质点的加速度方向？路程在那方向？路程在那个范围内？个范围内？ （二）了解惠更斯原理，能用来分析波的（二）了解惠更斯原理，能用来分析波的反射和折射。反射和折射。 惠更斯原理提供了一种判断波的传播方向惠更斯原理提供了一种判断波的传播方向的

36、形象化手段，对惠更斯原理的要求是的形象化手段，对惠更斯原理的要求是“了了解解”，即最低的要求。为了学习惠更斯原理，即最低的要求。为了学习惠更斯原理， 要知道波阵面和波线的概念。可以把波的反射、要知道波阵面和波线的概念。可以把波的反射、折射、衍射的分析，作为惠更斯原理的应用来折射、衍射的分析，作为惠更斯原理的应用来处理。处理。 （三）通过实验认识波的干涉现象、衍射（三）通过实验认识波的干涉现象、衍射现象。现象。 可以通过水波槽的实验认识波的干涉现象可以通过水波槽的实验认识波的干涉现象和衍射现象。应该认识到干涉和衍射是波所特和衍射现象。应该认识到干涉和衍射是波所特有的两个现象。有的两个现象。 波的

37、叠加是干涉现象的基础。应该能用波波的叠加是干涉现象的基础。应该能用波的叠加解释干涉花样的形成，知道只有两列波的叠加解释干涉花样的形成，知道只有两列波的频率相同时它们才能发生干涉。的频率相同时它们才能发生干涉。 声波是除了水波之外可以用来演示干涉和声波是除了水波之外可以用来演示干涉和衍射的另一种波。衍射的另一种波。 （四）通过实验感受多普勒效应，解释多普勒效应（四）通过实验感受多普勒效应，解释多普勒效应产生的原因，列举多普勒效应的应用实例。产生的原因，列举多普勒效应的应用实例。注意拓展，提高兴趣注意拓展，提高兴趣 多普勒效应不仅仅适用于声波多普勒效应不仅仅适用于声波,它也适用于所有类它也适用于所

38、有类型的波，包括型的波，包括电磁波电磁波。 1、雷达测速仪、雷达测速仪 检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，效应。交通警向行进中的车辆发射频率已知的电磁波，通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波通常是红外线，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就能知道车辆的速度装有多普勒测频率变化的多少就能知道车辆的速度装有多普勒测速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆速仪的警车有时就停在公路旁，在测速的同时把车辆牌号拍摄下来，并把测得的速度自动打印在照片上。牌号拍摄下来，并把测得的速

39、度自动打印在照片上。 2、多普勒效应在医学上的应用、多普勒效应在医学上的应用 在临床上，多普勒效应的应用也不断增多，在临床上，多普勒效应的应用也不断增多，近年来迅速发展起超声脉冲近年来迅速发展起超声脉冲doppler检查仪，当检查仪，当声源或反射界面移动时，比如当红细胞流经心声源或反射界面移动时，比如当红细胞流经心脏大血管时，从其表面散射的声音频率发生改脏大血管时，从其表面散射的声音频率发生改变，由这种频率偏移可以知道血流的方向和速变，由这种频率偏移可以知道血流的方向和速度，如红细胞朝向探头时，根据度，如红细胞朝向探头时，根据doppler原理，原理，反射的声频则提高，如红细胞离开探头时，反反

40、射的声频则提高，如红细胞离开探头时，反射的声频则降低。射的声频则降低。 3、宇宙学研究中的多普勒现象、宇宙学研究中的多普勒现象 20世纪世纪20年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处年代，美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到了旋涡星云正快速远离地球而去。认识到了旋涡星云正快速远离地球而去。1929年哈勃年哈勃根据光普红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速根据光普红移总结出著名的哈勃定律：星系的远离速度度v与距地球的距离与距地球的距离r成正比，即成正比，即v=hr,h为哈勃常数为哈勃常数.根根据哈勃定律和后来更

41、多天体红移的测定，人们相信宇据哈勃定律和后来更多天体红移的测定，人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小. 由此由此推知，宇宙结构在某一时刻前是不存在的，它只能是推知，宇宙结构在某一时刻前是不存在的，它只能是演化的产物。演化的产物。 因而因而1948年伽莫夫（年伽莫夫（g. gamow）和他的）和他的同事们提出大爆炸宇宙模型。同事们提出大爆炸宇宙模型。 20世纪世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受，以致被天文学家称为宇宙的被广泛接受，以致被天文学家称为宇宙的标标准模型准模型 。 多普勒多普勒-斐索效应使

42、人们对距地球任意远斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一的天体的运动的研究成为可能，这只要分析一下接收到的光的频谱就行了。下接收到的光的频谱就行了。 1868年，英国年，英国天文学家天文学家w. 哈金斯用这种办法测量了天狼星哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度（即物体远离我们而去的速度），的视向速度（即物体远离我们而去的速度），得出了得出了46 km/s的速度值。的速度值。 他发现远离他发现远离银河系银河系的天体发射的光线频率变低的天体发射的光线频率变低,即移向即移向光谱光谱的红端，称为红移，天体离开银河系的的红端，称为红移，天体离开银河系的速度越快红移越大，这

43、说明这些天体在远离银河系。速度越快红移越大，这说明这些天体在远离银河系。反之，如果天体正移向银河系，则光线会发生蓝移。反之，如果天体正移向银河系，则光线会发生蓝移。 多普勒效应（来自多普勒效应（来自eve-online）1 在在移动通信移动通信中，当中，当移动台移动台移向移向基站基站时，频时，频率变高，远离基站时，率变高，远离基站时， 多普勒效应频率变低，多普勒效应频率变低，所以我们在移动通信中要充分考虑多普勒效应。所以我们在移动通信中要充分考虑多普勒效应。当然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，当然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不可不可能会带来十

44、分大的频率偏移，但是这不可否认地会给移动通信带来影响，为了避免这种否认地会给移动通信带来影响，为了避免这种影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技术上加以各种考虑，也加大了移动通信的复杂术上加以各种考虑，也加大了移动通信的复杂性。性。 在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释在单色的情况下，我们的眼睛感知的颜色可以解释为光波振动的频率，或者解释为，在为光波振动的频率，或者解释为，在1秒钟内电磁场所秒钟内电磁场所交替为变化的次数。在可见区域，这种频交替为变化的次数。在可见区域，这种频率率越低，就越低，就越趋向于红色，频率越高的，就趋向于蓝色越趋向于红色

45、，频率越高的，就趋向于蓝色紫色。紫色。比如，由氦比如，由氦氖激光所产生的鲜红色对应的频率为氖激光所产生的鲜红色对应的频率为4.741014赫兹，而汞灯的紫色对应的频率则在赫兹，而汞灯的紫色对应的频率则在71014赫兹以上。这个原则同样适用于声波：声音的高低的赫兹以上。这个原则同样适用于声波：声音的高低的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的感觉对应于声音对耳朵的鼓膜施加压力的振动频率振动频率（高频声音尖厉，低频声音低沉）。（高频声音尖厉，低频声音低沉）。 第三章第三章 电磁振荡与电磁波电磁振荡与电磁波 （一）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想及其在物理（一）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想

46、及其在物理学发展史上的意义。学发展史上的意义。 关于麦克斯韦电磁场理论的基本思想，学生要知道，关于麦克斯韦电磁场理论的基本思想，学生要知道，“变化变化的磁场可以激发电场的磁场可以激发电场”，这是一个假设，但比较容易想到，可以，这是一个假设，但比较容易想到，可以从电磁感应现象引伸而来；还要知道，从电磁感应现象引伸而来；还要知道，“变化的电场也能激发磁变化的电场也能激发磁场场”，这也是一个假设，是从电与磁应该，这也是一个假设，是从电与磁应该“对称对称”的思想出发做的思想出发做出的。在这些假设的基础上，麦克斯韦建立了完整的电磁理论，出的。在这些假设的基础上，麦克斯韦建立了完整的电磁理论，但理论的正确

47、与否（主要是假设的正确与否）要靠实验事实来判但理论的正确与否（主要是假设的正确与否）要靠实验事实来判定。麦克斯韦的理论预言，在一定条件下电场与磁场的相互激发，定。麦克斯韦的理论预言，在一定条件下电场与磁场的相互激发，电磁场能够以波的形式传播。后来的实验的确证实了这个理论。电磁场能够以波的形式传播。后来的实验的确证实了这个理论。 学生要通过这部分内容的学习体会科学探究中的猜想与假设学生要通过这部分内容的学习体会科学探究中的猜想与假设和运用数学工具进行的推理论证对物理学发展的意义。在这部分和运用数学工具进行的推理论证对物理学发展的意义。在这部分内容的学习中，学生应该感受物理学的和谐之美与简单之美。

48、内容的学习中，学生应该感受物理学的和谐之美与简单之美。 （二）了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁（二）了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁场的物质性。场的物质性。 知道电场与磁场在一定条件下的相互激发就产生知道电场与磁场在一定条件下的相互激发就产生的电磁波。知道赫兹实验证实了电磁波的存在，确立的电磁波。知道赫兹实验证实了电磁波的存在，确立了麦克斯韦的电磁场理论。了麦克斯韦的电磁场理论。 通过电磁波具有能量的事实体会电磁场的物质性。通过电磁波具有能量的事实体会电磁场的物质性。电磁场的物质性还要通过电磁波的动量来证明，这要电磁场的物质性还要通过电磁波的动量来证明，这要放到下一个模块中学习。放到下

49、一个模块中学习。 例：微波炉能加热食物，说明电磁波具有能量。例：微波炉能加热食物，说明电磁波具有能量。 （三）了解电磁波的发射、传播和接收。（三）了解电磁波的发射、传播和接收。 对电磁波的发射、传播和接收的要求也是比较低的对电磁波的发射、传播和接收的要求也是比较低的“了解了解”层次。关于发射，着眼点在于层次。关于发射，着眼点在于“按一定规律迅按一定规律迅速变化的电流在空间激发了变化的磁场，按一定规律变速变化的电流在空间激发了变化的磁场，按一定规律变化的磁场又在空间激发了电场化的磁场又在空间激发了电场”。至于迅速变化的电。至于迅速变化的电流是怎样产生的，可以学习流是怎样产生的，可以学习lc振荡电

50、路，也可以不涉及振荡电路，也可以不涉及这个问题。这个问题。 不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识，应不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识，应该了解。该了解。 电磁波的接收重在其物理过程，即变化的电磁场在电磁波的接收重在其物理过程，即变化的电磁场在天线中激发了电流。至于无线电广播的模式，以及调谐、天线中激发了电流。至于无线电广播的模式，以及调谐、检波等知识，标准没有要求，学生可做常识性了解。检波等知识，标准没有要求，学生可做常识性了解。 （四）通过实例认识电磁波谱，知道光是电（四）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。磁波。 认识电磁波谱中各个频段的名称、产生、认识电磁波谱中各个频段的名

51、称、产生、主要特征、应用实例。通过电磁波体会自然界主要特征、应用实例。通过电磁波体会自然界的统一性和多样性。的统一性和多样性。 定性地知道可见光的频率与颜色的关系。定性地知道可见光的频率与颜色的关系。 （五）了解电磁波的应用和在科技、经济、（五）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。社会发展中的作用。 可以通过阅读、调研或上网，完成一篇电可以通过阅读、调研或上网，完成一篇电磁波应用的小论文或完成一项小制作。磁波应用的小论文或完成一项小制作。微波与雷达微波与雷达 第四章第四章 光光 （一）通过实验，理解光的折射定律。（一）通过实验，理解光的折射定律。 光的折射定律是光的折射定律是“理

52、解理解”的要求，即较高的要求，的要求，即较高的要求，学生要知道折射角与折射率的关系，也要知道折射率与学生要知道折射角与折射率的关系，也要知道折射率与光速的关系。标准要求在实验中学习折射定律，但对做光速的关系。标准要求在实验中学习折射定律，但对做什么实验，是探究性实验还是验证性实验，并没有限制。什么实验，是探究性实验还是验证性实验，并没有限制。 （二）测定材料的折射律（二）测定材料的折射律 在高中物理课程中，折射率的概念不是附属于折射在高中物理课程中，折射率的概念不是附属于折射定律的，它从一个角度反映了物质本身的属性，具有独定律的，它从一个角度反映了物质本身的属性，具有独立的地位。立的地位。“测

53、定材料的折射率测定材料的折射率”作为一个三级主题单作为一个三级主题单独列出，有这方面的意思。对于测定折射率所用的方法，独列出，有这方面的意思。对于测定折射率所用的方法，标准没有限制。标准没有限制。 “材料的折射率材料的折射率”指绝对折射率。指绝对折射率。 （三）认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的（三）认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对社会生活的重大影响。术对社会生活的重大影响。 注意：中学学习新的知识有两条重要的途径：一注意：中学学习新的知识有两条重要的途径：一是理论探究，二是实验探究。是理

54、论探究，二是实验探究。 在学习光的全反射现象时：可以通过理论分析来在学习光的全反射现象时：可以通过理论分析来研究光的全反射现象，也可以通过实验数据的分析归研究光的全反射现象，也可以通过实验数据的分析归纳研究光的全反射现象。纳研究光的全反射现象。 光导纤维是电磁波的波导管的一种，用全反射来光导纤维是电磁波的波导管的一种，用全反射来说明只是一种粗略的解释，所以标准对光纤原理的定说明只是一种粗略的解释，所以标准对光纤原理的定位是位是“初步了解初步了解”，不要过分强调。，不要过分强调。 第五章第五章 光的波动性光的波动性 （一）观察光的干涉、衍射和偏振现象，知道产生干涉、衍（一）观察光的干涉、衍射和偏

55、振现象，知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。 光的干涉、衍射和偏振是有趣的现象，日常生活中也可见光的干涉、衍射和偏振是有趣的现象，日常生活中也可见到，但它的原理并不是显而易见的。在处理这部分内容时，一到，但它的原理并不是显而易见的。在处理这部分内容时，一要重视实验和自然现象，一定让学生进行观察；二是要说明产要重视实验和自然现象，一定让学生进行观察；二是要说明产生现象的道理。生现象的道理。 关于产生稳定的干涉花样的条件，要注意两列波的频率必关于产生稳定的干涉花样的条件，要注意两列波的频率必须是相同的；关于衍射的条件，要注意波长与障碍

56、物大小的关须是相同的；关于衍射的条件，要注意波长与障碍物大小的关系。这样才能解释为什么光的干涉、衍射现象不易看到。系。这样才能解释为什么光的干涉、衍射现象不易看到。 要会用光程差和波长的关系表示干涉条纹的位置，并能在实要会用光程差和波长的关系表示干涉条纹的位置，并能在实验中用此条件测定单色光的波长。验中用此条件测定单色光的波长。 光的偏振现象表明光波是横波，要通过实验认识光的偏振。光的偏振现象表明光波是横波，要通过实验认识光的偏振。 （二）了解激光的产生、特性和应用。（二）了解激光的产生、特性和应用。 用激光观察全息照相。用激光观察全息照相。 了解激光是单色性好、平行度高、亮度高的相干了解激光

57、是单色性好、平行度高、亮度高的相干光，了解其产生的机理和在生活、生产中的应用。重光，了解其产生的机理和在生活、生产中的应用。重点在激光的特性和应用，关于激光的产生，学生有所点在激光的特性和应用，关于激光的产生，学生有所了解就可以了，不做过高要求。了解就可以了，不做过高要求。 如果没有条件直接观察全息照相，可以用录像片如果没有条件直接观察全息照相，可以用录像片代替。学生可以讨论防伪商标产生立体图像的原理。代替。学生可以讨论防伪商标产生立体图像的原理。 活动建议中，活动建议中，“拍摄激光照射针尖时的衍射照片拍摄激光照射针尖时的衍射照片”可用氦氖激光照射大头针尖，使影投射到感光胶片上，可用氦氖激光照

58、射大头针尖，使影投射到感光胶片上，用纸板控制曝光时间。胶片的感光度要低一些，所成用纸板控制曝光时间。胶片的感光度要低一些，所成的像要放大后观察。的像要放大后观察。 第六章第六章 相对论相对论 （一）知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。（一）知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。 学生要了解，在学生要了解，在19世纪末，一些实验向人们提示，在涉及电世纪末，一些实验向人们提示，在涉及电磁波时，原来的时空观与事实发生了矛盾，狭义相对论是在这样磁波时，原来的时空观与事实发生了矛盾，狭义相对论是在这样的条件下产生的。学生要在逻辑关系上了解，从相对论的基本原的条件下产生的。学生要在逻辑关

59、系上了解，从相对论的基本原理出发，会得到与日常经验不同的结论。这里应该注意渗透科学理出发，会得到与日常经验不同的结论。这里应该注意渗透科学价值观和科学方法的教育。价值观和科学方法的教育。 主要结论可以包括同时的相对性、时间间隔的相对性、长度主要结论可以包括同时的相对性、时间间隔的相对性、长度的相对性、速度相加的法则、质量与能量的关系等。作为示例，的相对性、速度相加的法则、质量与能量的关系等。作为示例，应该有一两个结论是从基本原理出发且经过逻辑推理得出的，其应该有一两个结论是从基本原理出发且经过逻辑推理得出的，其他结论只要弄清含义就可以了。他结论只要弄清含义就可以了。 学生应该知道相对论主要结论

60、的实验验证，从中体会：科学学生应该知道相对论主要结论的实验验证，从中体会：科学理论的建立不仅在于它是从实验经过理论分析得来的，还在于它理论的建立不仅在于它是从实验经过理论分析得来的，还在于它后来的结论与新的事实相符。后来的结论与新的事实相符。 （二）了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对（二）了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。论的建立对人类认识世界的影响。 初步了解时间和空间不能脱离物质单独存在，时间和空间与初步了解时间和空间不能脱离物质单独存在，时间和空间与物质的运动状态有关。物质的运动状态有关。 在这部分内容的学习中，要特别重视科学价值