简谐运动教案－2022年【新教材】人教版高中物理选择性必修

教案上课时间：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）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。课后反思课后检测：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D2．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B3(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＝1s时，质点位移最大，速度为零C．t＝2s时，质点位移为零，速度负向最大值D．t＝4s时，质点停止运动答案BC4(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AC5.(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s和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4