高中物理人教版 (新课标)选修31 简谐运动教案设计

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 简谐运动教案设计

课题：§8.3 简谐运动的图像教学目的：1、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。2、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。3、知道振动图像的物理含义。教学重点：简谐运动图像的特点，能根据图象知道振动的振幅、周期和频率教学难点：知道振动图像的物理含义教具：砂摆实验装置 教学过程：描述物体的运动规律除了可以用公式法、列表法之外，还可以用数学图象。这节课我们来学习简谐运动的位移图象，简谐运动的位移图象叫做简谐运动的振动图象。一、简谐运动的位移图象——振动图象演示一：砂摆实验。让学生观察现象。①砂在木板上来回划出一条直线。说明振动物体仅仅只在平衡位置两侧来回运动，但由于各个不同时刻的位移在木板上留下的痕迹相互重置而呈现为一条直线。②砂子堆砌在一条直线上，堆砌的沙子堆，它的纵剖面是矩形吗？学生答：砂子不是均匀分布的。中央部分（即平衡位置处）难的少，在摆的两个静止点下方，砂子堆的多（如图2），因为摆在平衡位置运动的最快。质点做的是直线运动，但它每时刻的位移都有所不同。如何将不同时刻的位移分别显示出来呢？演示二：让砂摆振动，同时沿着与振动垂直的方向匀速拉动摆下的长木板（即平板匀速抽动实验，如图3所示）。让学生观察现象：原先成一条直线的痕迹展开成一条曲线。并相互讨论图线。 ①图线的x、y轴（横、纵坐标）分别表示什么物理量？ ②曲线是不是质点的运动轨迹？质点做的是什么运动？ ③图象的物理意义是什么？ ④这条图线的特点是什么？ 请同学回答，并讨论得出正确结果——⒈理论和实验都证明：简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。⒉简谐运动的图像的物理意义：简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律。即图像反映了某一物体在各个时刻相对于平衡位置的位移情况。注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，振动图象的横坐标表示的是时间t，因此，它不是质点运动的轨迹，质点只是在平衡位置的两侧来回做直线运动。⒊简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线：是正弦曲线还是余弦曲线由开始计时的位置决定。振子从平衡位置向正向最大位移处运动时得到正弦曲线，振子从正向最大位移处向平衡位置运动时得到余弦曲线。例题：设水平弹簧振子从平衡位置向正方向运动起开始计时。 ⑴画出历时一周期的振动图像。 ⑵在上述图像中标出 t ＝T、T 、T 、T、T、T等时刻的位移矢量图。 ⑶在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。 ⑷在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。⒋ 从图像中可以得出的物理量①振幅②振动的周期T③某时刻振子的位移大小及方向④某时刻振子的速度方向⑤某时刻振子的加速度方向二、振动图像的广泛应用：心电图、脑电图、地震图等。课堂小结：⒈ 简谐运动图像表示做简谐运动质点的位移随时间变化的规律。是一条正弦（或余弦）函数图像，它不是质点运动的轨迹。⒉ 在简谐运动图像上可以知道振幅、周期的大小，可以判断位移 x 、速度 v ，加速度a 、回复力F的方向，还可以比较其大小。布置作业：阅读教材，必修课本P9练习三