《机械振动》教学设计
物理3-4第十一章机械振动（全章教案）
物理3-4第十一章机械振动（全章教案）第一篇：物理3-4第十一章机械振动(全章教案)高二物理选修3-4教案第十一章机械振动§11．1简谐运动教学目标：（一）知识与技能（1）了解什么是机械振动、简谐运动（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
（二）过程与方法通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力（三）情感、态度与价值观通过观察演示实验，培养学生探究精神教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型：启发式的讲授课教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源教学过程一、新课引入我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？二、新课讲授微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？【演示实验】（1）一端固定的钢板尺[见图（a）]（2）单摆[见图（b）]（3）弹簧振子[见图（c）（d）]（4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图（e）]【提问】这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？【归纳】物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子演示实验：气垫弹簧振子的振动【讨论】a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。
大学物理教案机械振动
课程名称：大学物理授课班级：XX级XX班授课时间：2课时教学目标：1. 理解机械振动的概念，掌握简谐振动的特点。
2. 掌握机械振动的基本方程和运动规律。
3. 理解能量守恒原理在机械振动中的应用。
4. 能够分析简单的机械振动问题。
教学重点：1. 简谐振动的定义和特点。
2. 机械振动的基本方程和运动规律。
3. 能量守恒原理在机械振动中的应用。
教学难点：1. 简谐振动方程的推导和应用。
2. 能量守恒原理在复杂机械振动问题中的应用。
教学过程：第一课时一、导入1. 回顾初中物理中学过的振动和波的基本概念。
2. 提出问题：在物理学中，如何描述一个物体在平衡位置附近做周期性运动？二、新课讲解1. 机械振动的概念：物体在平衡位置附近做周期性运动的现象称为机械振动。
2. 简谐振动的定义和特点：- 定义：物体在回复力作用下，沿着某一方向做周期性运动。
- 特点：振动周期T与振幅A无关，振动方程具有正弦或余弦函数形式。
3. 简谐振动方程的推导：- 根据牛顿第二定律，推导简谐振动的微分方程。
- 解微分方程，得到简谐振动方程。
4. 机械振动的基本方程和运动规律：- 位置方程：x = A cos(ωt + φ)- 速度方程：v = -Aω sin(ωt + φ)- 加速度方程：a = -Aω^2 cos(ωt + φ)三、课堂练习1. 已知一个简谐振动的振幅为5cm，周期为4s，求该振动的频率和角频率。
2. 已知一个简谐振动的位置方程为x = 3cm cos(πt/2)，求该振动的速度和加速度。
四、小结1. 简谐振动的定义和特点。
2. 机械振动的基本方程和运动规律。
第二课时一、复习1. 回顾上节课所学内容，重点强调简谐振动的定义、特点、方程和运动规律。
二、新课讲解1. 能量守恒原理在机械振动中的应用：- 机械振动过程中，总能量保持不变。
- 机械能包括动能和势能，动能和势能之间可以相互转化。
2. 机械振动中能量守恒的推导：- 根据牛顿第二定律和简谐振动方程，推导机械振动中的能量守恒公式。
机械振动教学设计及反思
机械振动教学设计及反思一、学情分析高一学生学习物理的兴趣正在从直观一因果一概括认识转化，他们的思维也正在从形象向抽象转移，所以教学中通过演示使学生观察到振动的特点，运用类比引导学生建立理想模型，指导学生讨论振动中各物理量的变化规律，归纳出产生振动的原因，使学生全面理解力和运动的关系．因此，这节课采用综合运用直观演示、独立思考、学生间互相讨论等多种形式的学习方法。
教学中，加强学生与学生间的活动，启发引导学生积极思维。
二、设计思路以“教师为引导，学生为主体，体验为红线，思维为主攻”的诱思教学思想，强调学生的学习过程。
以复习导入法归纳复习已有知识，为新课的学习打下基础。
接着创设学习情景，列举生活、生产、实验中的事例进而引导学生观察归纳出它们的共同特征。
接着让学生思考研究复杂事物的一般方法，即先从最简单最基本的形式——简谐运动开始，再让学生逐步深入了解较复杂的振动过程。
举简谐运动的实例时，要强调物理知识必须密切联系实际，研究物理学离不开观察和实验，这是研究物理的基础又是学生认知的起点。
在让学生观察摆球、振子的实际运动时，教师引导启发学生思考为什么会产生这样的运动，从哪里入手研究，让学生的思维进入新课的轨道。
三、三维目标1．知识与技能目标：(1) 学生学习到机械振动的特点；(2) 学生能够掌握简谐运动回复力的特征；(3) 学生会分析在一次全振动过程中偏离平衡位置的位移变化的规律以及速度回复力加速度随之变化的规律(定性)。
2．方法与过程目标（1）学生通过观察演示实验，能概括出机械振动的特征，学生能根据运动和力的关系分析、推导出弹簧振子的运动性质。
(2) 学生能够领会物理学的学习方法方法，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。
3．情感与价值观目标学生能够感到学习物理的乐趣,在探究规律的过程中增强学习物理的信心。
四、教学重、难点重点：简谐运动的性质及各物理量变化特点。
高中物理机械振动教案
高中物理机械振动教案
课题：机械振动
教学目标：
1. 了解机械振动的概念和特征；
2. 掌握机械振动的基本原理和表达方式；
3. 能够分析和解释机械振动在真实世界中的应用。
教学内容：
1. 机械振动的概念和分类；
2. 机械振动的基本特征；
3. 振动的周期、频率和振幅；
4. 振动的傅里叶级数表示；
5. 机械振动在真实世界中的应用案例。
教学重点：
1. 机械振动的基本概念和特征；
2. 振动的表达方式和分析方法。
教学难点：
1. 振动的傅里叶级数表示；
2. 机械振动在实际应用中的分析和解释。
教学过程：
一、导入
教师引入机械振动的概念，通过视频或图片展示一些常见的机械振动现象，引发学生对这一主题的兴趣。
二、讲解
1. 介绍机械振动的分类和特征；
2. 讲解振动的周期、频率和振幅的概念及计算方法；
3. 介绍振动的傅里叶级数表示方法。
三、例题解析
教师通过实例讲解振动的傅里叶级数表示方法，让学生理解振动信号的频谱分布和特点。
四、讨论
学生分组讨论机械振动在真实世界中的应用案例，分享自己的观点和见解。
五、总结
教师总结本节课的主要内容，强调学生应该掌握的重点和难点，引导学生对机械振动有更深入的理解。
教学反思：
通过这节课的教学，学生应该能够了解机械振动的基本原理和特征，掌握振动信号的傅里叶级数表示方法，并能够分析和解释机械振动在真实世界中的应用。
在教学过程中，要注重引导学生思考和讨论，激发他们的探究兴趣，提高他们的学习能力和综合素质。
机械振动学课程设计
机械振动学课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解机械振动的定义、分类及其在生活中的应用；2. 掌握简谐运动的基本概念、数学描述和物理特性；3. 学会运用振动公式计算位移、速度、加速度，并能解决实际问题；4. 了解阻尼振动、受迫振动及共振现象的基本原理。
技能目标：1. 能够运用物理知识分析并解决机械振动问题；2. 能够运用数学工具描述简谐运动，绘制位移-时间图、速度-时间图；3. 能够运用实验方法研究机械振动现象，操作相关实验设备；4. 能够通过团队合作，进行振动现象的观察、分析与讨论。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理科学的兴趣，激发探索机械振动现象的欲望；2. 培养学生严谨的科学态度，注重理论与实际相结合；3. 培养学生的团队协作能力，学会倾听、交流、合作；4. 培养学生关注振动技术在现代科技及生活中的应用，提高社会责任感。
课程性质：本课程为高中物理课程，以理论教学为主，结合实验操作，旨在帮助学生深入理解机械振动学的基本概念和原理。
学生特点：高中学生具有较强的逻辑思维能力和数学基础，但对物理概念的理解和运用尚需引导和培养。
教学要求：注重理论联系实际，采用启发式教学，引导学生主动探索、积极思考，提高学生的动手能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 引言：机械振动的基本概念、分类及其在实际应用中的重要性。
2. 简谐运动：- 定义、特点及数学描述；- 位移-时间图、速度-时间图的绘制与分析；- 弹簧振子、单摆等典型简谐运动实例的讨论。
3. 振动公式：- 振动的位移、速度、加速度公式推导；- 振动周期、频率、振幅的概念及其计算方法。
4. 实际振动问题：- 阻尼振动及其影响；- 受迫振动及共振现象的原理与应用；- 振动能量、振动传递的分析。
5. 实验研究：- 简谐运动的实验观察与数据分析；- 阻尼振动、受迫振动的实验操作与现象分析；- 共振实验及其在工程中的应用讨论。
高中物理教案机械振动
高中物理教案机械振动
课程目标：
1. 了解机械振动的基本概念和相关知识；
2. 掌握机械振动的分类和特点；
3. 能够分析和解释机械振动的原因和规律；
4. 能够运用机械振动相关知识解决实际问题。
教学内容：
1. 机械振动的定义和基本概念；
2. 机械振动的分类和特点；
3. 机械振动的原因和规律；
4. 机械振动的应用和实例。
教学过程：
一、导入（5分钟）
引入机械振动的概念，让学生了解振动在生活中的广泛应用和重要性。
二、讲解基本概念（15分钟）
1. 介绍机械振动的定义和相关术语；
2. 讲解机械振动的分类和特点。
三、探究原因和规律（20分钟）
1. 分析引起机械振动的原因；
2. 介绍机械振动的规律和特点。
四、案例分析（15分钟）
通过实际案例，让学生应用所学知识分析和解决机械振动问题。
五、实验演示（20分钟）
展示一些机械振动的实验，帮助学生更直观地理解机械振动的过程和特点。
六、总结（5分钟）
总结本节课的内容，强调机械振动在工程和生活中的重要性，并展望下节课的学习内容。
作业：完成相关阅读材料，回答相关问题。
扩展活动：组织学生参加机械振动相关竞赛或实践活动，加深对机械振动知识的理解和实践能力提升。
评估方式：作业完成情况、参与课堂讨论、实验成绩等方式进行评估。
教学资源：教材、多媒体课件、实验器材等。
注意事项：在教学过程中要根据学生的实际情况和反馈及时调整教学方法，激发学生学习兴趣，提高学生的学习效果。
机械振动教案
第四章 C 机械振动教师：陈杲一、教学目标1．知识与技能（1）知道机械振动。
（2）理解简谐运动回复力的特征。
（3）理解简谐运动回复力、加速度、速度、偏离平衡位置位移变化的定性规律。
（4）初步学会由现象的观察、概括、比较、分析与归纳，得出相应的物理规律。
2．过程与方法（1）通过研究弹簧振子振动，感受“从简单入手、逐步深入”的科学研究方法。
（2）通过弹簧振子的建模过程，认识“理想模型”的研究方法。
3．情感、态度价值观（1）通过观察生活事例，了解实际应用，体验乐于科学探究的情感。
（2）通过探究简谐运动的规律，感悟实事求是的科学态度和严谨认真的科学作风。
二、教学重点与难点重点：简谐运动的受力特点及其运动规律。
难点：一次全振动中速度、位移、回复力、加速度的变化及相互关系。
三、教学资源1．物理演示实验：气垫导轨上的弹簧振子。
2．课件：研究弹簧振子位移、回复力、速度、加速度变化的课件。
四、教学设计思路本设计包括机械振动一般特点、简谐运动二部分内容。
本设计的基本思路是：从生活现象观察和演示实验入手，在引导学生归纳概括机械振动的一般特征和所需条件的基础上，以弹簧振子为研究对象，通过分析讨论，得出简谐运动的受力特点和运动规律。
五、教学过程（一）引入:1、提问讨论。
前面我们研究了哪些运动？这些运动各有什么特征？需要什么条件？2、导入新课。
今天，我们来研究一种新的周期运动——机械振动。
（二）认识机械振动一、机械振动1、定义：物体在某一中心位置附近所作的往复运动。
简称振动。
2、回复力：（1）、定义：使振动物体能返回中心位置的力。
（2）、方向：指向平衡位置。
（3）、按作用效果命名。
3、平衡位置（中心位置）：该点不受回复力的作用。
4、条件：存在指向平衡位置的回复力。
5、全振动：作振动的质点从某位置出发第一次回到该位置，并保持与出发时相同运动方向的过程。
（三）、弹簧振子的一次全振动 1、弹簧振子：理想物理模型（1）、光滑杆，摩擦力不计；（2）、轻质弹簧质量不计；（3）、小球的形状不计 2、定性研究弹簧振子一次全振动的位移X 、回复力F 、加速度a 和速度v 的变化情况。
大学物理_机械振动_教案
一、教学目标1. 知识目标：（1）理解机械振动的概念，掌握振动的分类和特点。
（2）掌握简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系。
（3）掌握谐振动的能量、运动学特征和动力学特征。
（4）了解振动合成、频谱分析、阻尼振动和受迫振动等概念。
2. 能力目标：（1）能运用简谐振动的基本理论解决实际问题。
（2）能分析振动系统的稳定性，掌握振动控制方法。
3. 情感目标：（1）激发学生对物理学的兴趣，培养学生严谨的科学态度。
（2）培养学生团队合作精神，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 机械振动的概念及分类2. 简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系3. 简谐振动的能量、运动学特征和动力学特征4. 振动合成5. 频谱分析6. 阻尼振动和受迫振动三、教学过程第一课时1. 导入新课通过生活中的实例，如钟摆、弹簧振子等，引入机械振动的概念。
2. 讲解机械振动的分类及特点（1）机械振动的分类：自由振动、受迫振动、阻尼振动。
（2）自由振动的特点：周期性、等幅性、能量守恒。
3. 讲解简谐振动的基本概念、特征量及其相互关系（1）简谐振动的定义：物体在平衡位置附近作等幅、周期性、有规律的往复运动。
（2）简谐振动的特征量：振幅、周期、频率、相位。
（3）特征量之间的关系：T = 2π/ω，f = 1/T。
4. 讲解简谐振动的能量、运动学特征和动力学特征（1）能量：动能和势能。
（2）运动学特征：速度、加速度。
（3）动力学特征：弹性力、恢复力。
第二课时1. 讲解振动合成（1）同方向同频率谐振动的合成：叠加原理。
（2）同方向不同频率谐振动的合成：矢量合成。
（3）相互垂直的两个振动的合成：平行四边形法则。
2. 讲解频谱分析（1）频谱的定义：将信号分解为不同频率的成分。
（2）频谱分析的方法：傅里叶变换。
3. 讲解阻尼振动和受迫振动（1）阻尼振动：系统受到阻力作用，能量逐渐耗散。
（2）受迫振动：系统受到外部周期性力的作用，产生振动。
第三课时1. 课堂小结回顾本节课所学内容，强调重点和难点。
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《机械振动》教学设计
一、教学目标：
（一）知识与技能
1．知道机械振动是物体机械运动的另一种形式，知道机械振动的概念。
2．知道什么是简谐运动，理解简谐运动回复力的特点。
3．理解简谐运动在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随位置变化的规律。
（二）过程与方法
1、通过对弹簧振子运动的观察、分析，培养学生的观察、分析、理解能力。
2、通过对弹簧振子的探究，培养学生建立理想化模型的能力。
（三）情感与价值观
1、通过对简谐运动周期性的学习，引导学生理解对称的特点，树立“对称美”的美学观点。
2、通过对回复力和惯性的比较，培养学生用“对立统一”的观点分析问题的能力。
二、学法引导
以直观教学为突破口，引导学生在不同的现象中寻找共同的特征，利用多媒体辅助演示，师生共同讨论总结规律，介绍一种物理研究的方法-------理想化、模型化。
三、教学重点、难点、疑点及解决办法
1、难点
（1）简谐运动过程中有关物理量的变化规律。
（2）简谐运动回复力的特点。
2、难点
从运动学和动力学的角度区分简谐运动中位移、速度、和加速度的变化规律。
3、疑点
如何证明一个物体的振动是简谐运动？
4、解决办法
（1）多媒体展示、列表对比。
（2）引导学生观察---阅读---讨论---归纳，积极参与，积极思维。
（3）预习本节内容，复习运动学、动力学相关知识。
四、课时安排 1课时
五、教具：自制CAI课件计算机大屏幕
六、教学过程
（一）新课引入
【多媒体播放】优美的古典音乐《梁祝》
引言：自然界中物体的运动形形色色，回顾我们学过的运动形式有（按轨迹分类）：直线运动、曲线运动
【多媒体演示】振翅飞翔的小鸟
问题：请同学们仔细观察这只小鸟的翅膀所做的运动是直线运动？曲线运动？还是一种新的运动形式？
引入：今天就让我们在这优美的音乐声中来共同探究学习一种新的运动形式：机械振动
（二）新课教学
【多媒体演示】引导学生注意观察下列物体的运动情况（培养学生观察、分析、归纳的能力）
1、钟摆的摆动
2、飞翔的雄鹰
3、秋千的摆动
4、竹竿上人的颤动
问题：上述物体的运动有什么共同特点？（引发思考，激发兴趣）
学生讨论，然后请一位学生归纳回答。
（培养学生的表达能力）
师生共同分析后，抓住“中心两侧”和“往复性”两个基本特征，得出“机
械振动”的概念。
<一>机械振动【多媒体演示】
物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。
师生一起列举生活中有关振动的例子，增强感性认识，进一步提出，“研究振动要从最简单、最基本的振动入手，这就是简谐运动”。
（这实际上是交给学生一种研究问题的方法）
思考：小男孩在地上拍球时，篮球会上下跳动，篮球的这种运动是否是机械振动？
学生交流讨论，教师归纳总结：篮球的运动不是机械振动。
因为机械振动是物体在平衡位置两侧所做的往复运动，而篮球只是在平衡位置一侧运动，故它不是机械振动。
<二>、简谐运动
【多媒体展示】水平弹簧振子（小球）
同学阅读：课本21页实验了解弹簧振子模型
1、弹簧振子（理想化模型）
A、振子可看作质点
B、弹簧的质量忽略不计
C、阻力忽略不计
教师要讲明“理想化”理想在那里，应让学生认识到：弹簧振子是有实际的振动装置抽象出来的一种理想化物理模型，培养学生的建模能力
此时，一个理想化的物理模型已经在学生的头脑中牢固的建立了起来。
【多媒体展示】水平弹簧振子（小球）的振动
提出问题：当把振子从静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后，它为什
么会在C—O—B之间振动呢？要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。
引导同学分析振子受力及从B→O→C→O→B的运动情况，突出弹力的方向及在O点振子由于惯性继续运动。
归纳得到：物体做机械振动时，一定受到指向平衡位置的力，这个力的作用总能使物体回到平衡位置。
2、简谐运动的特征
说明弹簧振子在振动过程中，回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。
在研究机械振动时，把偏离平衡位置的位移简称为位移。
【多媒体演示】演示弹簧振子的振动
（1）平衡位置O点
（2）位移从平衡位置O指向振子所在位置的有向线段。
引导同学分析、讨论：
振子从B运动到E时，位移大小为|OE|，方向向右；
振子从C运动到D时，位移大小为|OD|，方向向左；
振子运动到O时，位移为零；
位移可以用振子坐标x来表示。
方向：由平衡位置指向振子所在位置即背离平衡位置
大小：平衡位置到振子所在位置的距离。
注意：简谐运动的位移起点一定从平衡位置算起。
提出问题：弹簧振子振动时，回复力与位移是什么关系？
（3）回复力
物体做机械振动时，一定受到指向平衡位置的力，这个力的作用总能使物体
回到平衡位置，故叫回复力。
方向：始终指向平衡位置
大小： F = - KX
k:劲度系数x:振子偏离平衡位置的位移，简称位移。
“-”号表示回复力方向始终与位移方向相反。
说明：（1）回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。
（2）回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。
（3）在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。
引导同学回答：根据胡克定律，弹簧振子的回复力与位移成正比，与位移方向相反，即回复力F= -kx，从而得出简谐运动的定义。
（从感性认识上升到理性认识，实现认识上的第一次飞跃。
）
（3）简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移的大小成正比, 并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动叫简谐运动。
动力学特征：F= -kx，
说明式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k 是劲度系数，对于其他物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。
注：弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。
3、简谐运动中各物理量的变化规律
演示：计算机模拟弹簧振子的振动。
让同学观察当振子从B→O→A→O→B时，振子的位移、回复力、速度、加速度、动能和势能等物理量的大小和方向都随时间是怎样变化的？
要求同学填写表格，讨论1—2名同学所填的内容是否正确。
归纳总结：（1）简谐运动过程中，振子的位移、回复力、速度、加速度、动能和势能等物理量都随时间做周期性变化。
（2）简谐运动是一种变加速运动。
(三)课堂小结
1．机械振动是一种很普遍的运动形式，大至地壳的振动，小至分子、原子的振动．振动的特征是在中心位置两侧往复运动．
2．为了研究简谐运动，我们运用了物理学中的理想化方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的、非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——弹簧振子，并且研究了弹簧振子在无阻力的理想条件下的运动问题，理想化是研究物理问题常用的方法之一。
3．简谐运动是一种简单的、基本的振动，许多物体的微小振动都可以看作是简谐运动，复杂的振动可以看作简谐运动的叠加，它的特征是：回复力与偏离平衡位置的位移大小成正比，方向相反。
即F = -KX
4．简谐运动是一种变加速运动．
（四）知识应用
教师提出问题：用轻弹簧悬挂一个振子，让它在竖直方向振动起来，你能说明振子的运动是简谐运动吗？（学以致用，解决实际问题，使学生从理性认识再上升到感性认识，实现认识上的第二次飞跃。
）
（五）布置作业：
１、书面作业：画出做简谐运动的物体的回复力Ｆ随位移ｘ变化的图像，并说明图像的物理意义
2、动脑作业：如图所示, 两光滑斜面用光滑曲面连接, 小球在A、B之间往复运动, 这是简谐运动吗? 为什么?。