高中物理教案示例[简谐运动的图像].
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教案示例
一、素质教育目标
(一)知识教学点
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)能力训练点
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)德育渗透点
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、重点、难点、疑点及解决办法
1、重点
(二)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)(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
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
理解简谐运动图像的物理意义是认识简谐运动规律的关键。
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
[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s=at2,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t0=s=0.11s
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
①振幅
②振动的周期T
③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、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)作业题
1、阅读P163~P167
2、P167练习三:①②③
(二)思考题
1、如图9-3所示的简谐运动中,物体在第1s内通过的路程是()
A、5cm
B、10cm
C、15cm
D、20cm
图9-3
2、做简谐运动的物体的位移—时间曲线如图所示,由图可知,t=4s时物体的
图9-4
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t=2s时,振动物体
图9-5
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