2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第九章 機械振動 三、簡諧運動的圖象(第一課時)

《2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第九章 機械振動 三、簡諧運動的圖象(第一課時)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第九章 機械振動 三、簡諧運動的圖象(第一課時)（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊 第九章 機械振動 三、簡諧運動的圖象(第一課時)從容說課 本節(jié)課講述簡諧運動的圖象.圖象是形象地反映變化規(guī)律的一種重要手段,在現(xiàn)實生活中各種圖象隨處可見,而本節(jié)所學(xué)圖象是用來反映做簡諧運動的物體位移隨時間的變化規(guī)律.通過對圖象的分析.能形象地、準(zhǔn)確地反映出振動物體在任一時刻所處的位移,能反映出振動物體振動的周期、振幅,能判斷出振動物體的運動方向,從而使我們對簡諧運動有一個更深刻的認(rèn)識.同時學(xué)好本節(jié)內(nèi)容還有助于下一章的學(xué)習(xí),為以后的工作、生活、學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)正是由于本節(jié)內(nèi)容起到了承上啟下的作用.所以實現(xiàn)的尤為重要,須要學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、真正掌握 根據(jù)本節(jié)

2、內(nèi)容的特點及地位,對本節(jié)教學(xué)目標(biāo)定位如下： 1.知道簡諧運動圖象的形狀是一條正、余弦曲線 2.知道簡諧運動圖象各軸所表示的物理量,并理解圖象的物理意義 3.能根據(jù)實際的簡諧運動作出振動物體的振動圖象,并能把圖象所反映的振動情況和實際的簡諧運動對應(yīng)起來 4.會利用圖象判斷振動物體的振幅，周期和頻率 本節(jié)課的教學(xué)重點定位于： 1.簡諧運動物體振動圖象的繪制 2.簡諧運動圖象的應(yīng)用 本節(jié)課的難點定位于： 1.根據(jù)振動繪制圖象的實際操作 2.把圖象還原到實際的振動中去 結(jié)合本節(jié)課的目標(biāo),重、難點,對本節(jié)課教學(xué)要采用學(xué)生多動腦、教師勤輔導(dǎo)的教學(xué)模式充分體現(xiàn)學(xué)生的主導(dǎo)地位,盡量給學(xué)生提供充分展示自己才智的

3、機會,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，更好地完成本節(jié)教學(xué) 鑒于上述情況，對本節(jié)的教學(xué)程序定位如下： 復(fù)習(xí)提問導(dǎo)入新課分析頻閃照片繪制振動圖象應(yīng)用圖象解決問題小結(jié)本節(jié)內(nèi)容 教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) l.知道振動圖象的形狀是一條正弦或者余弦曲線 2.知道圖象各軸所表示的物理量,并理解振動圖象所反映的物理意義 3.能根據(jù)物體的振動繪制其振動圖象,并能把圖象還原到振動中去 4.會應(yīng)用圖象求解振動物體的振幅,周期頻率 二、能力目標(biāo) 1.培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成用圖象反映各種規(guī)律的習(xí)慣及對圖象繪制的能力 2.提高學(xué)生對圖象的閱讀、理解能力 三、德育目標(biāo) 1.通過對圖象的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度. 2.通過對圖象繪制的教學(xué),培

4、養(yǎng)學(xué)生的審美能力. 教學(xué)重點 1.圖象的繪制 2.圖象的應(yīng)用 教學(xué)難點 1.根據(jù)振動繪制圖象的實際操作. 2.把圖象與振動對應(yīng)起來. 教學(xué)方法 1.指導(dǎo)學(xué)生自己動手繪制圖象.2.通過實例,強化訓(xùn)練.3.多媒體輔助教學(xué).教學(xué)用具投影片、CAI課件、彈簧振子課時安排 1課時 教學(xué)過程 一、新課導(dǎo)入 1.復(fù)習(xí)提問 如何反映簡諧運動的強弱和振動快慢? 彈簧振子的周期與哪些因素有關(guān)? 學(xué)生活動 積極參與、勇于發(fā)言. (1)用振幅來反映振動的強弱,用周期和頻率來反映振動的快慢. (2)彈簧振子的振動周期為固有周期,只與彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量有關(guān). 教師對學(xué)生的表現(xiàn)給予表揚 2.新課導(dǎo)人 通過前面的學(xué)習(xí)

5、、我們對簡諧運動已有了一定的認(rèn)識哪位同學(xué)能具體地把簡諧運動描述清楚呢? 學(xué)生活動 積極參與,踴躍發(fā)言 1.理想狀態(tài)下彈簧振子的振動就是簡諧運動 2.物體受到F=-kx這樣回復(fù)力作用時所做的振動就是簡諧運動 學(xué)生的答案可能還有很多，教師可對學(xué)生的回答進(jìn)行激勵評價 我們除了用語言、公式來反映物理規(guī)律解,還可以用圖象來直觀地反映物體的運動.這種方法就是我們在直線運動中所學(xué)過的圖象法今天，我們就一起來學(xué)習(xí)簡諧運動的圖象 二、新課教學(xué) (一)簡諧運動圖象 基礎(chǔ)知識 請同學(xué)們回憶直線運動中所學(xué)的圖象，并觀察彈簧振子的振動，思考下列問題 投影出示 1.圖象包括哪些部分? 2.圖象的作用是什么? 3.對彈簧振

6、子的振動(簡諧運動)我們用圖象來反映其什么變化規(guī)律更直觀? 4.繪制出彈簧振子振動圖象的直角坐標(biāo)系,并標(biāo)出各軸所表示的物理量及分度. 學(xué)生觀察彈簧振子振動后，得出結(jié)論： 1.圖象包括兩條反映不同物理量的軸所構(gòu)成的直角坐標(biāo)系和反映兩物理量相互關(guān)系的一條曲線(圖線) 2.圖象的作用就是用來反映函數(shù)隨自變量的變化關(guān)系的 3.對于簡諧運動的物體來說，它隨時間位置不停地發(fā)生變化我們可以用圖象來反映其位移隨時間的變化規(guī)律.從而體現(xiàn)出簡諧運動的特點.描繪出簡諧運動的規(guī)律. 4.對簡諧運動的物體,其時間與位移構(gòu)成的坐標(biāo)系如圖所示： 深入探究 請同學(xué)們閱讀課文，分析課本上對彈簧振子所拍的頻閃照片(相隔相同的時間

7、t0，對振子拍一次照，記下此刻振子的位置)思考下列問題： 投影出示 1.甲圖中顯示了振子什么樣的運動情況? 2.乙圖中顯示了振子什么樣的運動情況? 3.丙圖中反映了振子什么樣的運動情況? 4.讀取各圖中振子位置與時間的對應(yīng)值 5.把每組對應(yīng)值作為坐標(biāo)，在直角坐標(biāo)系中指出其位置 6.把指出的所有點用一光滑的曲線連接起來 學(xué)生閱讀課文，分析照片后完成上述各題 1.甲照片中只有一個小球，始終在同一位置，說明小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，即停留在其平衡位置，此時小球所在位置即為振動的平衡位置。 2.乙照片從左向右出現(xiàn)了幾個間隔不等的小球，離甲圖所示平衡位置越近，位置間距越大，由于拍照時間間隔相等，說明其運動的速度

8、在逐漸增大，即此圖表示小球被拉到左端放手后，在向右周期內(nèi)的運動位置。 3.丙圖中小球的分布與乙相似，即它表示小球從最右端向最左運動的半周期內(nèi)位置與時間的對應(yīng)關(guān)系。 4.學(xué)生經(jīng)觀測后得出： 時間(如)O36912位置(min)一200200205在坐標(biāo)上找出各點如左下圖6.描出的曲線如右上圖所示 教師總結(jié) 從上面的學(xué)習(xí)我們知道：繪制一個圖象通常需要三步： 建立直角坐標(biāo)系,標(biāo)出每一坐標(biāo)軸的長度單位 根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù),在所作坐標(biāo)系中描出對應(yīng)的點 把在坐標(biāo)系中描出的點,用一光滑的曲線連接起來,構(gòu)成圖象 在我們了解了作圖步驟,認(rèn)識了圖象形狀以后,我們?？梢杂谩拔妩c法”來繪制振動圖象.即：在坐標(biāo)系中描出

9、三個峰位,兩個平衡位置,五個點后,即可用光滑曲線連接成圖. 基礎(chǔ)知識應(yīng)用 請同學(xué)們分成三個小組：第一小組以3t0零時刻；第二小組以6t0計時零時刻，第三小組以9t0為計時零時刻用“五點法”描出彈簧振子的振動圖象 投影展示參考圖象 第一組繪制的圖象如左下圖示： 第二組繪制的圖象如右上圖所示： 第三組繪制的圖象如右圖所示 (二)簡諧運動圖象的應(yīng)用 基礎(chǔ)知識 投影出示 某簡諧運動圖象如右圖所示： 請同學(xué)們根據(jù)此圖思考下列問題： 投影出示 1.圖象中所反映的質(zhì)點的振幅是多少? 2.圖象中所描述的振子的周期是多少? 3.其頻率又是多少? 學(xué)生觀察圖象后得出結(jié)論 1. A=5 cm 2.T=0.8 s 3

10、.r= =1.25 Hz 深入探究 試從上圖中分析下列各題： 1.振子在00.2 s內(nèi)的回復(fù)力方向如何?加速度方向如何? 2.振子在0.20.4 s內(nèi)速度方向如何，其大小如何? 學(xué)生分析,討論后得出答案： 1.振子在00.2 s內(nèi)： a回復(fù)力：沿負(fù)方向指向平衡位置 b加速度：沿負(fù)方向指向平衡位置 2.振子在0.20.4 s內(nèi)： a速度方向：由于圖象斜率為負(fù)值,故速度沿負(fù)方向,指向最大位移處 b速度大?。河捎趫D象斜率逐漸變小,故速度逐漸變小 教師總結(jié) 通過上面學(xué)習(xí)我們知道： 1.圖象最大值為振幅 2.峰峰谷谷間距為周期 3.周期倒數(shù)為斜率 4.回復(fù)力、加速度方向指向平衡位置 5.速度方向看圖象斜

11、率的正負(fù) 6.速度的大小變化看斜率的變化 基礎(chǔ)知識應(yīng)用 在光滑水平桿上，一彈簧振子r2 0點為中心在BC間做簡諧運動,如圖所示,振動周期為2s問：振動中小球由B到C，由O到C，由O到OC的中點各需要多少時間? 參考答案畫正弦圖象如圖所示.在位移x軸上取，所對應(yīng)的橫坐標(biāo)上相當(dāng)于30,即為的所以從O到OC的中點所需時間為；= (s) 由B到C為半個周期，需時=1 s 由0到C為T，需時=0.5s(三)非簡諧運動的振動圖象 1.學(xué)生閱讀課文，思考： 這些圖與我們所學(xué)的簡諧運動圖象有何關(guān)系? 參考答案復(fù)雜的振動圖象都是由簡單的簡諧運動圖象復(fù)合而成的. 2.應(yīng)用多媒體教學(xué)手段展示復(fù)雜圖象的合成過程 三、

12、小結(jié) 1.先請學(xué)生代表小結(jié) 2.投影 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了簡諧運動的圖象,其中 (1)從圖象上可以知道振動物體任一時刻的位移 (2)從振動圖象上可以看出振幅和周期 (3)從振動圖象上還可以知道某時刻的運動情況 總之,從圖象上獲取信息，應(yīng)用圖象學(xué)習(xí)物理知識,分析實際問題有十分重要的作用。 四、作業(yè) 1.完成課后作業(yè) 2.復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容 3.預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容 五、板書設(shè)計 六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計 1.如圖所示為某質(zhì)點P在04 s內(nèi)的振動圖象.下列敘述正確的是（） A.再過1 s，該質(zhì)點的位移是正的最大 B.再過1 s該質(zhì)點的速度方向向上 C.再過1 s該質(zhì)點的加速度方向向上 D.再過1 s，該質(zhì)點加速度最大

13、2.圖甲為單擺的振動圖象,圖乙為單擺做簡諧運動的實際情況圖.試在圖乙中標(biāo)出t時刻擺球所在的實際位置及振動方向 3.如圖所示是一單擺的振動圖象，在t1、t2時刻相同的物理量是 ( ) A.位移 B.速度 C.加速度 D.勢能 4.一個彈簧振子在A、B問做簡諧運動。O為平衡位置，如圖所示,以某一時刻作計時點(t為零)，經(jīng)周期，振子具有正方向最大的加速度.那么在下述幾個振動圖象中，能正確反映振子振動情況的是(以向右為正方向) ( )直線oo一曼5.如圖甲是表示簡諧運動圖象的裝置，當(dāng)盛砂漏出的砂隨木板N被勻均地拉出時，從擺動著的漏斗中漏出的砂在板上形成的曲線顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系，板上的直線O

14、O1代表時間軸。圖乙是兩個擺中的砂在各自木板上形成的曲線。若板N1和板N2拉動的速度v1和v2和關(guān)系為v2=2 v1,則板N1、N2上曲線所代表的振動周期T1和T2的關(guān)系為： AT2 T1 BT2 2T1 CT2 4T1 DT2 T16.如圖所示是一個質(zhì)點的振動圖象,據(jù)圖象求； (1)振動的振幅； (2)振動的頻率；(3)在t=0.1 s,0.3 s，0.7 s時質(zhì)點的振動方向； (4)質(zhì)點的速度首次具有最大負(fù)值的時刻和位置； (5)質(zhì)點運動的加速度首次具有最大負(fù)值的時刻和位置； (6)在O.6O.8 s這段時間內(nèi)質(zhì)點的運動情況 7.一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖所示 ( )

15、 A.質(zhì)點的振動的頻率為0.25 Hz B.質(zhì)點的振幅為2 cm C.t=3 s時,質(zhì)點的速度最大 D.t=4 s時,質(zhì)點所受的合力為零 8.一質(zhì)點做簡諧運動，其位移x隨時間t的關(guān)系曲線如圖所示由圖可知，在t=4 s，質(zhì)點的速度和加速度分別為( ) A.速度為正的最大值,熱速度為零 B.速度為負(fù)的最大值,加速度為零 C.速度為零,加速度為正的最大值 D.速度為零,加速度為負(fù)的最大值 參考答案 1.AD 2.原圖中的C點即是對應(yīng)的位置 3.BD 4.D 5.D提示：由兩曲線可知,在相同的時間t1內(nèi)，N2上的曲線顯示單擺2完成了兩次全振動.但由于v2=2v1，實際上單擺2完成了四次全振動 6.(1)5 cm (2)f=1.25 Hz (3)t=0.1 s，0.7 s時，質(zhì)點的振動方向向上；t=0.3 s，0.5 s時，質(zhì)點的振動方向向下 (4)t=0.4 s時，首次具有速度的最大負(fù)值,此時質(zhì)點在平衡位置處 (5)t=0.2 s時,首次具有加速度的最大負(fù)值，此時質(zhì)點在正的最大位移處 (6)在0.60.8s這段時間內(nèi)質(zhì)點做加速運動 7.ABC 8.D