(教科版选修3-4)教案：1.3《简谐运动的图像》

1、5选修3-4 第一章机械振动1.3简谐运动的图像教案一、教学三维目标（一）知识与技能1、知道振动图像的物理含义。2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。（二）过程与方法1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。（三）情感态度与价值观1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。二、

2、重点、难点、疑点及解决办法1、重点（1）简谐运动图像的物理意义。（2）简谐运动图像的特点。2、难点（1）用描点法画出简谐运动的图像。（2）振动图像和振动轨迹的区别。（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。3、疑点能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。4、解决办法（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。（2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。三、课时安排1课时四、教具、学具准备自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（

3、附小槌、灵敏话筒、示波器）。五、学生活动设计1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。2、学生根据表格画出s-t图3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。六、教学步骤导入新课提问1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（是一条过原点的直线）2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（根据sat2,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？新课教学多媒体课件（或幻灯）显示。观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况，这是典型

4、的简谐运动。观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片，以及接下来1/2周期内的频门照片，已知频闪的频率为9.0Hz提问，相邻两次闪光的时间间隔t。是多少？ 时间t0s0.11s提问，频闪照片上记录下来什么？（照片上记录下来每隔t0振子所在的位置）取平衡位置的右方为正方向。根据频门照片上的读数，列出位移。随时间；变化的表格，阅读课本P163的内容。请同学独立作图，以纵轴表示位移X，横轴表示时间t，根据表格数据在坐标平面上一一描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，看看究竟是一条什么线？简谐运动的位移图像是一条余弦（或正弦）曲线。一、简谐运动的图像的物理意义简谐运动的图像

5、表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律，简称x-t图像。注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，简谐运动的图像不是振子运动的轨迹。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。（1）画出历时一周期的振动图像。（2）在上述图像中标出等时刻的位移矢量图。3、在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。4、在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。（上述各问可让同学讨论后回答）（复合幻灯片展示，或多媒体课件展示）从图像中可以得出的物理量有振幅振动的周期T某时刻振子的位移大小及方向某时刻振子的速度方向某时刻振子的加速度方向二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线图9-2中（甲）图表示振

6、子从平衡位置向正向最大位移处运动。（乙）图表示振子从正向最大位移处向平衡位置运动。 甲乙图9-2三、振动图像的广泛应用心电图、脑电图、地震图等。（四）总结、扩展1、简谐运动图像表示了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。2、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。3、一切复杂的振动都不是简谐运动，但它们都可以看做是若于个振幅和频率不同的简谐运动的合运动。演示：用发声的音叉通过示波器显示音叉振动的图像，反过来振动图像又可以判断物体的振动是否是简谐运动。七、作业与思考（一）作业

7、题1、P167练习三：2、小聚焦本节练习（二）思考题1、如图所示的简谐运动中，物体在第1s内通过的路程是（）A、5cmB、10cmC、15cmD、20cm 2、做简谐运动的物体的位移时间曲线如图所示，由图可知，t4s时物体的 A、速度为正的最大值，加速度的为零B、速度为负的最大值，加速度为零C、速度为零，加速度为正的最大值D、速度为零，加速度为负的最大值3、一物体沿x轴做简谐运动，振动图像如图所示，当t2s时，振动物体 A、向x方向运动，加速度有正的最大值B、向x方向运动，加速度有负的最大值C、向x方向运动，速度有最大值D、向x方向运动，速度有最大值4、图9-6为某原点振动图像，从图可知 A、第3秒内质点的位移是5cmB、第2秒内和第3秒的动量方向相同C、第2秒内回复力做正功D、第2秒内的加速度在逐渐增加（思考题答案：1、B2、D3、D4、AD）八、板书设计三、简谐运动的图像一、简谐运动图像的物理意义简谐运动的图像表示振