《2简谐运动的描述》教学设计(山西省县级优课)-物理教案

§11.2简谐运动的描述（第2课时）授课人：刘雨江【教学目标】（一）知识与技能1．知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义；2．了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义；3．了解简谐运动表达式中各量的物理意义。（二）过程与方法1．在学习振幅、周期和频率的过程中，培养学生的观察能力和解决实际问题的能力；2．学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动。（三）情感、态度与价值观1．每种运动都要选取能反映其本身特点的物理量来描述，使学生知道不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾；2．通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较，学会用相对的方法来分析问题。【教学重点】简谐运动的振幅、周期和频率的概念；相位的物理意义；【教学难点】1．振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别。2．对全振动概念的理解，对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解。3．相位的物理意义。【教学方法】分析类比法、讲解法、多媒体教学。【教学过程】（一）引入新课教师：上节课我们学习了简谐运动，简谐运动是一种周期性的往复性运动，通过前两节课的学习，我们已经掌握了做简谐运动的物体的位移、速度和加速度这些基本物理量的变化情况。这节课我们继续学习描述简谐运动的另外几个基本物理量：振幅、周期和频率、相位和初相位，以及简谐运动的表达式，即振动方程。（二）新课教学1．振幅（1）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。（2）单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）。（3）振幅的表示符号：A（4）振幅是标量（5）振幅和位移的区别①振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离；而位移是振动物体所在位置与平衡位置之间的距离。②对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。③位移是矢量，振幅是标量。④振幅等于最大位移的数值。2、周期和频率（1）全振动（用多媒体展示一次全振动的四个阶段）从O点开始，一次全振动的完整过程为：O→M’→O→M→O。从M点开始，一次全振动的完整过程为：M→O→M’→O→M。从M＇点开始，一次全振动的完整过程为：M’→O→M→O→M’。振子从平衡位置开始，完成像O→M'→O→M→O整个过程称为一次全振动。一次全振动是简谐运动的最小运动单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。（2）周期和频率为了描述简谐运动的快慢，引入了周期和频率。①周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间，叫做振动的周期，用符号T表示，单位：s。②频率：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率，用符号f表示，单位：Hz，1Hz=1s－1。③周期和频率之间的关系：T=EQ\F(1,f)④固有周期和固有频率：对一个确定的振动系统，振动的周期和频率只与振动系统本身有关，（m为振子的质量，k为比例常数）3、相位要详尽地描述简谐运动，只有周期（或频率）和振幅是不够的，在物理学中我们用不同的相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的不同阶段。相位是表示物体振动步调的物理量，用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。4、简谐运动的表达式（1）简谐运动的振动方程既然简谐运动的位移和时间的关系可以用正弦曲线或余弦曲线来表示，那么若以x代表质点对于平衡位置的位移，t代表时间，根据三角函数知识，x和t的函数关系可以写成公式中的A代表振动的振幅，ω叫做圆频率，它与频率f之间的关系为：公式中的（）表示简谐运动的相位，t=0时的相位叫做初相位，简称初相。（2）两个同频率简谐运动的相位差设两个简谐运动的频率相同，则据，得到它们的圆频率相同，设它们的初相分别为和，它们的相位差就是（三）课堂练习1．如图所示，弹簧振子在B、C间振动，O为平衡位置,BO=OC=5cm，若振子从B到C的运动时间是1s，则下列说法正确的是()A.振子从B经O到C完成一次全振动B.振动周期是1s,振幅是C.经过两次全振动,振子通过的路程是20cmD.从B开始经过3s,振子通过的路程是30cm2．一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距10cm的A、B两点，且由A到B的过程中速度方向不变，历时0.5s，如图所示，过B点后再经过0.5s质点以方向相反、大小相等的速度再次通过B点，则质点振动的周期是()A.0.5s B.1.0s C.2.0s D.4.0s3．物体A做简谐运动的位移m,物体B做简谐运动的位移m，则下列说法正确的是()A.振幅是矢量,A的振幅是6m,B的振幅是10mB.周期是标量,A、B周期相等,均为100sC.A振动的频率f等于B振动的频率fD.A的相位始终超前B的相位4．[2017上海市格致中学期中考试]一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列叙述正确的是()A.质点的振动频率为4HzB.在10s内质点经过的路程为20cmC.在5s时,质点做简谐运动的相位为D.t=1.5s和t=4.5s两时刻质点的位移大小相等,都是cm5．[2017重庆第二外国语学校期中考试]一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振子从平衡位置第一次运动到处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到处所用的最短时间为t2，那么下列关于t1与t2的大小关系正确的是()A.t1=t2 B.t1<t2 C.t1>t2 D.无法判断（四）课堂小结1.本节课学习了描述振动的物理量——振幅、周期、频率和相位。2.当振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程就是一次全振动，一次全振动是简谐运动的最小运动单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。振幅是描述振动强弱的物理量；周期和频率都是用来表示振动快慢的物理量。3.相位是表示振动步调的物理量，用来描述在一个周期内振动物体所处的