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1、2022年人教版高中物理高二《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象》教案設(shè)計(jì)
【課 題】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象。
【教學(xué)目的】1. 知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦(或余弦)曲線;
2.理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意義。
3.會(huì)用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的知識(shí),去分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。
【教學(xué)重點(diǎn)】簡(jiǎn)諧簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意義。
【教學(xué)難點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象與振動(dòng)軌跡的區(qū)別。
【教學(xué)方法】從演示實(shí)驗(yàn)入手討論式教學(xué)。
【教 具】擺長(zhǎng)相等的砂擺一臺(tái)、石砂若干,上面貼有白紙、寬約30cm的長(zhǎng)木板一
塊,投影片若干張。
【教學(xué)過(guò)
2、程】
一、 復(fù)習(xí)提問(wèn):(5分鐘)
1. 自由落體運(yùn)動(dòng)中,物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律如何?請(qǐng)畫出位移——時(shí)間圖象。
(提出問(wèn)題后,讓學(xué)生邊思考邊在課堂筆記上畫圖,請(qǐng)一 名學(xué)生到黑板上畫。學(xué)生能畫出如右圖所示的圖象。)
教師提出下列問(wèn)題:
2. 這個(gè)位移——時(shí)間圖象是該物體運(yùn)動(dòng)的軌跡嗎?(學(xué)生能正確回答,然后教師講解,位移——時(shí)間圖象表示物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,并不表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。)
導(dǎo)入新課:物體作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),位移也隨時(shí)間在變化,那么它的位移——
時(shí)間圖象又會(huì)是什么樣呢?這正是本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
二、 新
3、課教學(xué):(30分鐘)
(板書課題) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象
1.從振動(dòng)物體直接得到簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象:(板書)
演示一:只讓砂擺振動(dòng)(滿足θ<5°),讓學(xué)生觀察砂擺端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
(請(qǐng)學(xué)生回答砂擺端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡)
演示二:在砂擺平衡位置右邊最大位移處釋放砂擺,同時(shí)沿著與振動(dòng)垂直的
方向勻速拉動(dòng)擺下貼有白紙的長(zhǎng)木板,等砂擺振動(dòng)一周期停止。
( 請(qǐng)學(xué)生觀察此時(shí)得到的圖象
4、)
演示三:讓砂擺從平衡位置處開始擺動(dòng),同時(shí)沿著與振動(dòng)垂直的方向勻速拉
動(dòng)擺下貼有白紙的長(zhǎng)木板,等砂擺振動(dòng)一周期停止。
( 請(qǐng)學(xué)生觀察此時(shí)得到的圖象)
演示結(jié)果得到的圖象如下圖:(將已畫好圖象的投影片打出,讓學(xué)生觀察)
分析演示實(shí)驗(yàn):因?yàn)閯蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板,板的位移S與時(shí)間t成正比,故木板位移的大
小可 以表示時(shí)間的長(zhǎng)短,
5、從振動(dòng)漏斗中漏出的砂流在木板上形成的曲
線,就顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。圖象橫軸表示時(shí)間t,縱軸
表示砂擺位移x。
總結(jié):(板書)(1).簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線。
(2). 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象與軌跡不同
指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P136第3自然段到P137,思考以下問(wèn)題:(投影)
1. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意義?
6、 2.從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象上可以確定哪些物理量?
閱讀時(shí)要注意課本上圖5—5,掌握以下幾個(gè)要點(diǎn):
①.圖象上函數(shù)的最大值——振動(dòng)的振幅A。
②.圖象上兩個(gè)相鄰正(或負(fù))最大值的間隔——振動(dòng)的周期T。
總結(jié):(板書)(3)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象反應(yīng)了振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。
7、 (4)從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以知道振動(dòng)物體的振幅、周期以及它在
任意時(shí)刻的位移。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用:(板書)
[例1] 如下面兩個(gè)圖,分別表示物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,請(qǐng)分別寫出它們的振幅 A、周期T。(投影)
解:由圖象可知,Aa=0.1cm Ta=4s Ab=0.5cm
8、 Tb=0.2s
[例2] 根據(jù)上面(a)圖,說(shuō)出在1s、1.5s、2s、3.5s、4s時(shí),物體所受的回復(fù)力、加速度、速度、位移的方向。
解:從圖象上可以看出,
①在1s時(shí),回復(fù)力、加速度、位移都為零,速度最大沿x 軸負(fù)方向。
②在1.5s時(shí),回復(fù)力、加速度沿x正方向,速度、位移沿x軸負(fù)方向。
③在2s時(shí),回復(fù)力、加速度都最大,沿x軸正方向,位移最大沿x軸
負(fù)方向,速度為零。
④在3.5s時(shí),回復(fù)力、加速度都沿x軸負(fù)
9、方向,位移、速度沿x軸正方向。
⑤在4s時(shí),回復(fù)力、加速度都最大,沿x軸負(fù)方向,位移也最大,沿x
軸正方向,速度為零。
[例3] 如圖所示的是一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,設(shè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2,試求此單擺的擺長(zhǎng)。
解:由圖可知,該單擺的振動(dòng)周期為T=4s,
又根據(jù)單擺周期公式: T=2π
得L=T2g/4π2=42×9.8/(2×3.14)2m
=3.98m
三、小結(jié):1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象是正弦或余弦曲線,與運(yùn)
10、動(dòng)軌跡不同。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象反應(yīng)了物體位移隨時(shí)間變化的關(guān)系。
3.根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時(shí)刻的位移。
【課堂訓(xùn)練】(10分鐘)
1. 用簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象,可以求出振動(dòng)物體的①振幅、②周期、③頻率、④任意時(shí)刻的位移、⑤質(zhì)量、⑥重力加速度等六個(gè)物理量中的哪一些:( )
A 只能求出①②④ B 只能求出①③④
C 只能求出④ D 六個(gè)物理量都可求出
2.下圖是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,從圖中可以知道:( )
A 在t=0時(shí),質(zhì)點(diǎn)的位移為零,速度和加速度也為零。
B 在t=4s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度最大,方向沿x軸的負(fù)方向。
C 在t=3s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的振幅為-5cm,周期為4s。
D 無(wú)論何時(shí),質(zhì)點(diǎn)的振幅都是5cm,周期都是4s。
3。一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),起點(diǎn)位移為x0=3cm,振幅A=3cm,周期T=4s,
請(qǐng)畫出該質(zhì)點(diǎn)位移時(shí)間圖象。
4. 如圖為某一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,求該質(zhì)點(diǎn)通過(guò)1m路程所需要的時(shí)間。