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2019-2020年人教版高中物理高二《簡諧運動的圖象》教案設計 【課 題】簡諧運動的圖象。 【教學目的】1. 知道簡諧運動的圖象是正弦（或余弦）曲線； 2．理解簡諧運動圖象的物理意義。 3．會用簡諧運動圖象的知識，去分析問題、解決問題。 【教學重點】簡諧簡諧運動圖象的物理意義。 【教學難點】簡諧運動圖象與振動軌跡的區(qū)別。 【教學方法】從演示實驗入手討論式教學。 【教 具】擺長相等的砂擺一臺、石砂若干，上面貼有白紙、寬約30cm的長木板一 塊，投影片若干張。 【教學過程】 一、 復習提問：（5分鐘） 1． 自由落體運動中，物體的位移隨時間變化的規(guī)律如何？請畫出位移——時間圖象。 （提出問題后，讓學生邊思考邊在課堂筆記上畫圖，請一 名學生到黑板上畫。學生能畫出如右圖所示的圖象。） 教師提出下列問題： 2． 這個位移——時間圖象是該物體運動的軌跡嗎？（學生能正確回答，然后教師講解，位移——時間圖象表示物體位移隨時間變化的規(guī)律，并不表示物體運動的軌跡。） 導入新課：物體作簡諧運動時，位移也隨時間在變化，那么它的位移—— 時間圖象又會是什么樣呢？這正是本節(jié)課要學習的內(nèi)容。 二、 新課教學：（30分鐘） （板書課題） 簡諧運動的圖象 1．從振動物體直接得到簡諧運動圖象：（板書） 演示一：只讓砂擺振動（滿足θ<5），讓學生觀察砂擺端點的運動軌跡。 （請學生回答砂擺端點的運動軌跡） 演示二：在砂擺平衡位置右邊最大位移處釋放砂擺，同時沿著與振動垂直的 方向勻速拉動擺下貼有白紙的長木板，等砂擺振動一周期停止。 （ 請學生觀察此時得到的圖象） 演示三：讓砂擺從平衡位置處開始擺動，同時沿著與振動垂直的方向勻速拉 動擺下貼有白紙的長木板，等砂擺振動一周期停止。 （ 請學生觀察此時得到的圖象） 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，讓學生觀察） 分析演示實驗：因為勻速拉動長木板，板的位移S與時間t成正比，故木板位移的大 小可 以表示時間的長短，從振動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間變化的關系。圖象橫軸表示時間t，縱軸 表示砂擺位移x。 總結(jié)：（板書）（1）.簡諧運動的圖象是正弦或余弦曲線。 （2）. 簡諧運動的圖象與軌跡不同 指導學生閱讀課本P136第3自然段到P137，思考以下問題：（投影） 1． 簡諧運動圖象的物理意義？ 2．從簡諧運動圖象上可以確定哪些物理量？ 閱讀時要注意課本上圖5—5，掌握以下幾個要點： ①．圖象上函數(shù)的最大值——振動的振幅A。 ②．圖象上兩個相鄰正（或負）最大值的間隔——振動的周期T。 總結(jié)：（板書）（3）簡諧運動的圖象反應了振動物體位移隨時間變化的關系。 （4）從簡諧運動圖象可以知道振動物體的振幅、周期以及它在 任意時刻的位移。 2．簡諧運動圖象的應用：（板書） [例1] 如下面兩個圖，分別表示物體做簡諧運動的圖象，請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 Tb=0.2s [例2] 根據(jù)上面（a）圖，說出在1s、1.5s、2s、3.5s、4s時，物體所受的回復力、加速度、速度、位移的方向。 解：從圖象上可以看出， ①在1s時，回復力、加速度、位移都為零，速度最大沿x 軸負方向。 ②在1.5s時，回復力、加速度沿x正方向，速度、位移沿x軸負方向。 ③在2s時，回復力、加速度都最大，沿x軸正方向，位移最大沿x軸 負方向,速度為零。 ④在3.5s時,回復力、加速度都沿x軸負方向，位移、速度沿x軸正方向。 ⑤在4s時，回復力、加速度都最大，沿x軸負方向，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諧運動的圖象，設當?shù)刂亓铀俣萭=9.8m/s2，試求此單擺的擺長。 解：由圖可知，該單擺的振動周期為T=4s， 又根據(jù)單擺周期公式： T=2π 得L=T2g/4π2=429.8/（23.14）2m =3.98m 三、小結(jié)：1.簡諧運動的圖象是正弦或余弦曲線，與運動軌跡不同。 2．簡諧運動圖象反應了物體位移隨時間變化的關系。 3．根據(jù)簡諧運動圖象可以知道物體的振幅、周期、任一時刻的位移。 【課堂訓練】（10分鐘） 1． 用簡諧運動圖象，可以求出振動物體的①振幅、②周期、③頻率、④任意時刻的位移、⑤質(zhì)量、⑥重力加速度等六個物理量中的哪一些：（ ） A 只能求出①②④ B 只能求出①③④ C 只能求出④ D 六個物理量都可求出 2．下圖是一個質(zhì)點的振動圖象，從圖中可以知道：（ ） A 在t=0時，質(zhì)點的位移為零，速度和加速度也為零。 B 在t=4s時，質(zhì)點的速度最大，方向沿x軸的負方向。 C 在t=3s時，質(zhì)點的振幅為-5cm，周期為4s。 D 無論何時，質(zhì)點的振幅都是5cm，周期都是4s。 3。一個做簡諧運動的質(zhì)點，起點位移為x0=3cm，振幅A=3cm，周期T=4s， 請畫出該質(zhì)點位移時間圖象。 4． 如圖為某一質(zhì)點做簡諧運動的圖象，求該質(zhì)點通過1m路程所需要的時間。