高一物理 簡諧運動的圖象

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1、9．3簡諧運動的圖象第1課時一、教學(xué)目標(biāo)：1．正確理解簡諧運動圖象的物理含義，知道簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線。2．能根據(jù)圖象直接讀出振動的振幅、周期（頻率）和任一時刻的位移，分析運動速度和加速度的變化及方向，從而由圖象了解物體的運動情況。二、重點難點：1．簡諧運動圖象的物理意義。2．簡諧運動圖象的應(yīng)用。三、教學(xué)方法：實驗觀察、計算機輔助教學(xué)四、教具：彈簧振子，音叉，投影儀，計算機，大屏幕，自制CAI課件五、教學(xué)過程（一）引入新課同學(xué)們知道，物體的運動規(guī)律可以用數(shù)學(xué)圖象來描述。問：“你能說出那些

2、運動圖象？”學(xué)生討論后回答：位移圖象、速度圖象。引導(dǎo)學(xué)生說出勻速直線運動的位移s=vt,其圖象是一條過原點的直線；初速度為零的勻加速直線運動的位移s=at2/2，其圖象是一條過原點的拋物線；勻速直線運動的速度不變，圖象是一條平行時間軸的直線；初速度為零的勻加速直線運動的速度vt=at,其圖象是一條過原點的直線.(教師可在黑板上畫出相應(yīng)的圖象或讓學(xué)生到黑板上畫出來)雖然簡諧運動是較復(fù)雜的機械運動，其運動規(guī)律也可以用圖象表示。本節(jié)課我們來討論簡諧運動的圖象?！景鍟咳喼C運動的圖象（或投影）（二）進(jìn)行新課

3、中學(xué)階段，我們不討論簡諧運動的速度圖象，只討論簡諧運動的位移圖象，而且把簡諧運動的位移圖象叫做簡諧運動的振動圖象。【板書】1、簡諧運動的位移圖象——振動圖象（或投影）簡諧運動的振動圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡諧運動的位移指的是什么位移？（相對平衡位置的位移）投影顯示課本所示的彈簧振子的頻閃照片，引導(dǎo)學(xué)生觀察。取水平向右為位移的正方向，可得圖示各時刻振子相對平衡位置的位移。投影：第一個T/2，(T=1.33s)時間t0t02t03t04t05t06t0位移x/mm-20.0-17.8-10.10.11

4、0.317.720.0第二個T/2，時間t6t07t08t09t010t011t012t0位移x/mm20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0圖1以縱軸表示位移x,橫軸表示時間t,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平面上描出各個點，并用平滑曲線將各點連接起來，得一條余弦曲線。（在黑板一邊畫出，如圖1）這就是彈簧振子做簡諧運動的振動圖象.彈簧振子的振動圖象，還可以用帶毛筆的彈簧振子在勻速移動的紙帶(或玻璃板)上畫出來?！狙菔尽慨?dāng)彈簧振子振動時，沿垂置于振動方向勻速拉動紙帶，毛筆P就在紙帶上畫出一

5、條振動曲線。說明：勻速拉動紙帶時，紙帶移動的距離與時間成正比，紙帶拉動一定的距離對應(yīng)振子振動一定的時間，因此紙帶的運動方向可以代表時間軸的方向，紙帶運動的距離就可以代表時間。介紹這種記錄振動方法的實際應(yīng)用例子：心電圖儀、地震儀。（用實物投影儀展示教材上的圖片）理論和實驗都證明：【板書】（1）簡諧運動的振動圖象都是正弦或余弦曲線。讓學(xué)生思考后回答：振動圖象在什么情況下是正弦，什么情況下是余弦？（由開始計時的位置決定）簡諧運動的圖象是振動物體的運動軌跡嗎？（提示：上述實驗中振子沿直線運動，圖象是曲線）。（

6、2）簡諧運動的振動圖象表示某個振動物體相對平衡位置的位移隨時間變化的規(guī)律?！景鍟?、從簡諧運動的振動圖象可以知道振動物體的運動情況。（1）從圖象可以知道振幅。（曲線的最大值）（2）從圖象可以知道周期（頻率）。（曲線相鄰兩最大值之間的時間間隔）（3）從圖象可以知道任一時刻物體對平衡位置的位移，從而確定此時刻物體的位置。讓學(xué)生讀出圖1所示圖象描述的彈簧振子的振幅、周期，t=6t0時刻的位移及此時振子的位置。（4）借助圖象還可以說明振動物體的速度、加速度隨時間變化的情況和速度、加速度的方向。引導(dǎo)學(xué)生分析上

7、述彈簧振子在3t0—6t0時間內(nèi)，速度和加速度怎么變化，方向如何。指出簡諧運動雖然是一種理想化的情況，但研究它具有重要的實際意義和理論意義。課件演示通過課件演示，再現(xiàn)本課內(nèi)容，形象直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到知識鞏固，理論升華的教學(xué)目的。圖2鞏固練習(xí)：（投影）彈簧振子的振動圖象如圖2所示，由圖可知：⑴振幅是多少？⑵周期是多少？⑶哪些時刻振子經(jīng)過平衡位置？⑷哪些時刻振子的速度最大？⑸哪些時刻振子的加速度最大？⑹哪些時間內(nèi)速度方向沿正方向？⑺哪些時間內(nèi)加速度沿正方向？作業(yè)：1．閱讀課本P27閱讀材料《樂音

8、和音階》。2．練習(xí)三（課本第29頁）（1）、（3）兩題做在練習(xí)本上，（2）題在課本上完成。參考題：圖31．如圖3所示的是某質(zhì)點做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是：（）A．質(zhì)點是從平衡位置開始沿x軸正方向運動的。A．2s末速度最大，沿x軸的負(fù)方向。B．3s末加速度最大，沿x軸的負(fù)方向。C．質(zhì)點在4s內(nèi)的路程是零。2．如圖3所示是某質(zhì)點做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是：（）A．在第1s內(nèi)，質(zhì)點做加速運動圖4B．在第2s內(nèi)，質(zhì)點做加速運動。C．在第3內(nèi)，