资源简介

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　D
2．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　B
3(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＝1 s时，质点位移最大，速度为零
C．t＝2 s时，质点位移为零，速度负向最大值
D．t＝4 s时，质点停止运动
答案　BC
4(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x?t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　AC
5. (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1.5 s和2.5 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4s末的位移是多少？前4s的路程是多少？
答案　(1)10 cm　(2)1.5 s时向平衡位置运动　2.5 s时背离平衡位置运动　都向x轴负方向运动 ；1.5 s时速度将增大，加速度将减小；2.5 s时速度将减小，加速度将增大。 (3)0，40cm

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