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高中物理人教版 (新课标)选修32 简谐运动的描述教学设计
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这是一份高中物理人教版 (新课标)选修32 简谐运动的描述教学设计
9．3 简谐运动的图象第一课时一、教学目标：1．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。2．能根据图象直接读出振动的振幅、周期（频率）和任一时刻的位移，分析运动速度和加速度的变化及方向，从而由图象了解物体的运动情况。二、重点难点： 1．简谐运动图象的物理意义。2．简谐运动图象的应用。三、教学方法：实验观察、计算机辅助教学四、教 具：弹簧振子，音叉，投影仪，计算机，大屏幕，自制CAI课件五、教学过程（一）引入新课同学们知道，物体的运动规律可以用数学图象来描述。问：“你能说出那些运动图象？”学生讨论后回答：位移图象、速度图象。引导学生说出匀速直线运动的位移s=vt,其图象是一条过原点的直线；初速度为零的匀加速直线运动的位移s=at2/2，其图象是一条过原点的抛物线；匀速直线运动的速度不变，图象是一条平行时间轴的直线；初速度为零的匀加速直线运动的速度vt=at, 其图象是一条过原点的直线.(教师可在黑板上画出相应的图象或让学生到黑板上画出来)虽然简谐运动是较复杂的机械运动，其运动规律也可以用图象表示。本节课我们来讨论简谐运动的图象。【板书】三 简谐运动的图象（或投影）（二）进行新课中学阶段，我们不讨论简谐运动的速度图象，只讨论简谐运动的位移图象，而且把简谐运动的位移图象叫做简谐运动的振动图象。【板书】1、简谐运动的位移图象——振动图象（或投影）简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢？简谐运动的位移指的是什么位移？（相对平衡位置的位移）投影显示课本所示的弹簧振子的频闪照片，引导学生观察。取水平向右为位移的正方向，可得图示各时刻振子相对平衡位置的位移。投影：第一个T/2，(T=1.33s)第二个T/2，图1以纵轴表示位移x,横轴表示时间t,根据表格中的数据在坐标平面上描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，得一条余弦曲线。（在黑板一边画出，如图1）这就是弹簧振子做简谐运动的振动图象.弹簧振子的振动图象，还可以用带毛笔的弹簧振子在匀速移动的纸带(或玻璃板)上画出来。【演示】当弹簧振子振动时，沿垂置于振动方向匀速拉动纸带，毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线。说明：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。介绍这种记录振动方法的实际应用例子：心电图仪、地震仪。（用实物投影仪展示教材上的图片）理论和实验都证明：【板书】（1）简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。让学生思考后回答：振动图象在什么情况下是正弦，什么情况下是余弦？（由开始计时的位置决定）简谐运动的图象是振动物体的运动轨迹吗？（提示：上述实验中振子沿直线运动，图象是曲线）。（2）简谐运动的振动图象表示某个振动物体相对平衡位置的位移随时间变化的规律。【板书】2、从简谐运动的振动图象可以知道振动物体的运动情况。（1）从图象可以知道振幅。（曲线的最大值）（2）从图象可以知道周期（频率）。（曲线相邻两最大值之间的时间间隔）（3）从图象可以知道任一时刻物体对平衡位置的位移，从而确定此时刻物体的位置。让学生读出图1所示图象描述的弹簧振子的振幅、周期，t=6t0时刻的位移及此时振子的位置。（4）借助图象还可以说明振动物体的速度、加速度随时间变化的情况和速度、加速度的方向。引导学生分析上述弹簧振子在3t0—6t0时间内，速度和加速度怎么变化，方向如何。指出简谐运动虽然是一种理想化的情况，但研究它具有重要的实际意义和理论意义。课件演示通过课件演示，再现本课内容，形象直观，激发学生学习兴趣，达到知识巩固，理论升华的教学目的。巩固练习：（投影）弹簧振子的振动图象如图2所示，由图可知：图2⑴振幅是多少？⑵周期是多少？⑶哪些时刻振子经过平衡位置？⑷哪些时刻振子的速度最大？⑸哪些时刻振子的加速度最大？⑹哪些时间内速度方向沿正方向？⑺哪些时间内加速度沿正方向？作业：阅读课本P27阅读材料《乐音和音阶》。练习三（课本第29页）（1）、（3）两题做在练习本上，（2）题在课本上完成。参考题：图31．如图3所示的是某质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是：（ ）质点是从平衡位置开始沿x轴正方向运动的。2s末速度最大，沿x轴的负方向。3s末加速度最大，沿x轴的负方向。质点在4s内的路程是零。2．如图3所示是某质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是：（ ）在第1s内，质点做加速运动在第2s内，质点做加速运动。在第3内，动能转化为势能。在第4s内，动能转化为势能。3．某质点的振动图象如图4所示，开始运动后经0.3s质点第一次到达M点，再经0.2s第二次通过M点，再经____s质点第三次经过M点。图4说明：1．图象是学习物理的一种重要方法，为了让学生更好地理解振动图象的实质，教材特意用闪光照相的方法描绘振动的图象.这样处理的出发点是想避免以往只用砂摆得出简谐运动的振动图象时，学生易将振动图象中一质点的振动情况和下一章将要学习的波动图象中不同质点的振动情况相混淆的错误。2．为了开阔学生的视野，应多向学生介绍些如课本图9－8、9－9所示的振动图象应用的实例，加强学生的应用意识。 时间t0t02t03t04t05t06t0位移x/mm-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0时间t6t07t08t09t010t011t012t0位移x/mm20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0
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