高中物理1 简谐运动公开课教案设计
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上课时间: 年 月 日
题课 | 第一节:简谐运动 | 课型 | 新 | 课时 | 1 | |||
教 学 目 标 | 1. 通过实验和观察生活现象,认识机械振动(振动)。会用理想化方法建模弹簧振子模型。 2. 通过观察、分析和推理,证明弹簧振子的位移——时间图像是正弦曲线,会用图像描述简谐运动。 3.经历探究简谐运动规律的过程,培养分析数据、发现特点和形成结论的科学探究能力。 | |||||||
学习重点 | 简谐运动概念及其图像 | |||||||
学习难点 | 模型建模及图像特点的认知,位移总是从平衡位置指向所在位置。位移方向与速度方向不一定总相同。 | |||||||
教 学 过 程 | ||||||||
教学环节(含备注) | 教 学 内 容 | |||||||
引入新课
进行新课
观察与探究
讨论与交流
课堂总结
课后作业
| (一)引入新课 高中阶段我们学过的运动形式有哪些? 钟摆的摆动、水上浮标的浮动、不倒翁、在微风中树梢的摇摆等等有什么共同特点? (二)进行新课 1、机械振动: 平衡位置是振子原来静止的位置,振子在其附近所做的往复运动,是一种机械振动,简称振动。 2、弹簧+小球——弹簧振子 思考:小球怎样才能持续运动?小球可以看作质点吗?弹簧各处的速度相等吗?选择怎样的弹簧会使研究的干扰因素较少? 理想模型: (1)小球与水平杆之间摩擦不计。空气阻力忽略不计 (2)弹簧的质量比小球的质量小的多,也可忽略不计。(轻质弹簧) 常见类别:水平方向的弹簧振子与竖直方向的弹簧振子。(演示) 3、绘制振子的位移——时间图像 思考:在不同时刻经过同一位置,怎样才能展开空间,从而区分不同时刻的位置? (1)频闪照片法(图片) (2)放电留迹描图法(视频) (经历绘制过程,让学生体会x-t图像中各物理量是怎样在图中反映出来的) 4、探究图像特征: (1)验证法 假定是正弦曲线,可用刻度尺测量它的振幅和周期,写出对应的表达式,然后在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,代入所写出的正弦函数表达式中进行检验,看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。 (2)拟合法 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作出这条曲线,然后按照计算机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。 5、简谐运动的定义及图像 (1)定义: 如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,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。简谐运动是最简单、最基本的振动。 (2)图像特征: 简谐运动的位移(位置)——时间图象是正(余)弦曲线。位置坐标反映小球相对于平衡位置的位移。强调:位移总是从平衡位置指向所在位置。位移为正,速度不一定为正。 思考: 简谐运动的图象就是物体的运动轨迹吗? (3)图像不是运动轨迹 质点做的是直线运动,但它的位移随时间按正弦规律变化。 6、课堂小结与重点强化 (1)物体(或物体的一部分)在它的平衡位置附近所做的往复运动,就叫做机械振动。 (2)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。 (3)理想化的物理模型——弹簧振子。弹簧振子在无阻力的理想条件下的运动是简谐运动。简谐运动的位移——时间图象是正(余)弦曲线。。位移总是从平衡位置指向所在位置。 7、课堂例题讲解: 教材:34页练习与应用2 (答案见教材) 8、课堂练习(详见课件) 9、学习效果检测(附后)
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板书设计 | 简谐运动 1.机械振动简称振动:往复运动 2. 弹簧振子:弹簧+小球 3. 简谐运动 (1)质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律 (2)x-t图象是一条正弦曲线,位移总是从平衡位置指向所在位置。 (3)弹簧振子运动是简谐运动。
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课后反思 |
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课后检测:
1.简谐运动属于下列运动中的( )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀变速直线运动 D.非匀变速直线运动
答案 D
2.如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子m离开O点,再从A点运动到C点时,振子离开平衡位置的位移是( )
A.大小为OC,方向向左
B.大小为OC,方向向右
C.大小为AC,方向向左
D.大小为AC,方向向右
答案 B
3(多选)如图所示是质点做简谐运动的图像。由此可知( )
A.t=0时,质点位移、速度均为零
B.t=1 s时,质点位移最大,速度为零
C.t=2 s时,质点位移为零,速度负向最大值
D.t=4 s时,质点停止运动
答案 BC
4(多选)如图甲所示,一弹簧振子在A、B间振动,取向右为正方向,振子经过O点时为计时时刻,其振动的xt图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t2时刻振子在A点
B.t2时刻振子在B点
C.在t1~t2时间内,振子的位移在增大
D.在t3~t4时间内,振子的位移在减小
答案 AC
5. (13分)如图所示是某质点做简谐运动的振动图像,根据图像中的信息,回答下列问题:
(1)质点离平衡位置的最大距离有多大?
(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻,质点向哪个方向运动?速度和加速度将增大还是减小?
(3)质点在第4s末的位移是多少?前4s的路程是多少?
答案 (1)10 cm (2)1.5 s时向平衡位置运动 2.5 s时背离平衡位置运动 都向x轴负方向运动 ;1.5 s时速度将增大,加速度将减小;2.5 s时速度将减小,加速度将增大。 (3)0,40cm
人教版 (2019)选择性必修 第一册3 简谐运动的回复力和能量一等奖教学设计: 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册3 简谐运动的回复力和能量一等奖教学设计,共3页。
物理选择性必修 第一册3 简谐运动的回复力和能量一等奖教案: 这是一份物理选择性必修 第一册3 简谐运动的回复力和能量一等奖教案,共5页。教案主要包含了自主学习,学始于疑,合作探究一,合作探究二,合作探究三,合作探究四,合作探究五,进阶闯关检测等内容,欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述精品教案: 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册2 简谐运动的描述精品教案,共4页。