《2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊(cè) 第九章 機(jī)械振動(dòng) 三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(第一課時(shí))》由會(huì)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(cè) 第九章 機(jī)械振動(dòng) 三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(第一課時(shí))（7頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊(cè) 第九章 機(jī)械振動(dòng) 三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(第一課時(shí))
從容說課
本節(jié)課講述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體位移隨時(shí)間的變化規(guī)律.通過對(duì)圖象的分析.能形象地、準(zhǔn)確地反映出振動(dòng)物體在任一時(shí)刻所處的位移,能反映出振動(dòng)物體振動(dòng)的周期、振幅,能判斷出振動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向,從而使我們對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí).同時(shí)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(jiān)實(shí)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(shí)現(xiàn)的尤為重要,須要學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、真正掌握
2、．
根據(jù)本節(jié)內(nèi)容的特點(diǎn)及地位,對(duì)本節(jié)教學(xué)目標(biāo)定位如下：
1.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的形狀是一條正、余弦曲線．
2.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(shí)際的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)作出振動(dòng)物體的振動(dòng)圖象,并能把圖象所反映的振動(dòng)情況和實(shí)際的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)起來．
4.會(huì)利用圖象判斷振動(dòng)物體的振幅，周期和頻率．
本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)定位于：
1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體振動(dòng)圖象的繪制．
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用．
本節(jié)課的難點(diǎn)定位于：
3、 1.根據(jù)振動(dòng)繪制圖象的實(shí)際操作．
2.把圖象還原到實(shí)際的振動(dòng)中去．
結(jié)合本節(jié)課的目標(biāo),重、難點(diǎn),對(duì)本節(jié)課教學(xué)要采用學(xué)生多動(dòng)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機(jī)會(huì),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(duì)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(dòng)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(shí)目標(biāo)
l.知道振動(dòng)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
4、的物理量,并理解振動(dòng)圖象所反映的物理意義．
3.能根據(jù)物體的振動(dòng)繪制其振動(dòng)圖象,并能把圖象還原到振動(dòng)中去．
4.會(huì)應(yīng)用圖象求解振動(dòng)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(duì)圖象繪制的能力．
2.提高學(xué)生對(duì)圖象的閱讀、理解能力．
三、德育目標(biāo)
1.通過對(duì)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(duì)圖象繪制的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的審美能力.
教學(xué)重點(diǎn)
1.圖象的繪制．
2.圖象的應(yīng)用．
教學(xué)難點(diǎn)
1.根據(jù)振動(dòng)繪制圖象的實(shí)際操作.
2
5、.把圖象與振動(dòng)對(duì)應(yīng)起來.
教學(xué)方法
1.指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手繪制圖象.
2.通過實(shí)例,強(qiáng)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(shí)安排
1課時(shí)
教學(xué)過程
一、新課導(dǎo)入
1.復(fù)習(xí)提問
①如何反映簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱和振動(dòng)快慢?
②彈簧振子的周期與哪些因素有關(guān)?
[學(xué)生活動(dòng)]
積極參與、勇于發(fā)言.
(1)用振幅來反映振動(dòng)的強(qiáng)弱,用周期和頻率來反映振動(dòng)的快慢.
(2)彈簧振子的振動(dòng)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(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予表
6、揚(yáng)．
2.新課導(dǎo)人
通過前面的學(xué)習(xí)、我們對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)已有了一定的認(rèn)識(shí)．哪位同學(xué)能具體地把簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)描述清楚呢?
[學(xué)生活動(dòng)]
積極參與,踴躍發(fā)言．
1.理想狀態(tài)下彈簧振子的振動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．
2.物體受到F=-kx這樣回復(fù)力作用時(shí)所做的振動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．
[學(xué)生的答案可能還有很多，教師可對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià)
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(yùn)動(dòng).這種方法就是我們?cè)谥本€運(yùn)動(dòng)中所學(xué)過的圖象法．今天，我們就一起來學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象．
二、新課教學(xué)
(一)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象
7、
基礎(chǔ)知識(shí)
請(qǐng)同學(xué)們回憶直線運(yùn)動(dòng)中所學(xué)的圖象，并觀察彈簧振子的振動(dòng)，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(duì)彈簧振子的振動(dòng)(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))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(dòng)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(dòng)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(duì)于簡(jiǎn)
8、諧運(yùn)動(dòng)的物體來說，它隨時(shí)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(shí)間的變化規(guī)律.從而體現(xiàn)出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).描繪出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.
4.對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,其時(shí)間與位移構(gòu)成的坐標(biāo)系如圖所示：
深入探究
請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文，分析課本上對(duì)彈簧振子所拍的頻閃照片(相隔相同的時(shí)間t0，對(duì)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(yùn)動(dòng)情況?
2.乙圖中顯示了振子什么樣的運(yùn)動(dòng)情況?
3.丙圖中反映了振子什么樣的運(yùn)動(dòng)情況?
4.讀取各圖中振子位置與時(shí)間的對(duì)應(yīng)值
9、．
5.把每組對(duì)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(diǎn)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(gè)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(shí)小球所在位置 即為振動(dòng)的平衡位置。
2.乙照片從左向右出現(xiàn)了幾個(gè)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(shí)間間隔相等，說明其運(yùn)動(dòng)的速度在逐漸增大，即此圖表示小球被拉到左端放手后，在向右周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的半周期內(nèi)位置與時(shí)間的對(duì)應(yīng)
10、關(guān)系。
4.學(xué)生經(jīng)觀測(cè)后得出：
時(shí)間(如)
O
3
6
9
12
位置(min)
一20
0
20
0
—20
5．在坐標(biāo)上找出各點(diǎn)．
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(gè)圖象通常需要三步：
①建立直角坐標(biāo)系,標(biāo)出每一坐標(biāo)軸的長(zhǎng)度單位．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù),在所作坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)．
③把在坐標(biāo)系中描出的點(diǎn),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(shí)了圖象形狀以后,
11、我們常可以用“五點(diǎn)法”來繪制振動(dòng)圖象.即：在坐標(biāo)系中描出三個(gè)峰位,兩個(gè)平衡位置,五個(gè)點(diǎn)后,即可用光滑曲線連接成圖.
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用
請(qǐng)同學(xué)們分成三個(gè)小組：第一小組以3t0零時(shí)刻；第二小組以6t0計(jì)時(shí)零時(shí)刻，第三小組以9t0為計(jì)時(shí)零時(shí)刻．用“五點(diǎn)法”描出彈簧振子的振動(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的應(yīng)用
基礎(chǔ)知識(shí)
[投影出示]
某簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如右圖所示：
12、請(qǐng)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(diǎn)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.r= =1.25 Hz．
深入探究
試從上圖中分析下列各題：
1.振子在0～0.2 s內(nèi)的回復(fù)力方向如何?加速度方向如何?
2.振子在0.2～0.4 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0～0.2 s內(nèi)：
13、 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0.2～0.4 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?。?
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.速度方向看圖象斜率的正負(fù)．
6.速度的大小變化看斜率的變化．
基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)用
在
14、光滑水平桿上，一彈簧振子r2 0點(diǎn)為中心在BC間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),如圖所示,振動(dòng)周期為2s．問：振動(dòng)中小球由B到C，由O到C，由O到OC的中點(diǎn)各需要多少時(shí)間?
[參考答案]畫正弦圖象如圖所示.在位移x軸上取，所對(duì)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(diǎn)所需時(shí)間為；×= (s)
由B到C為半個(gè)周期，需時(shí)=1 s
由0到C為T，需時(shí)=0.5s
(三)非簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象
1.學(xué)生閱讀課文，思考：
這些圖與我們所學(xué)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象有何關(guān)系?
[參考答案]復(fù)雜的振動(dòng)圖象都是由簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖
15、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、小結(jié)
1.先請(qǐng)學(xué)生代表小結(jié)．
2.投影
本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,其中
(1)從圖象上可以知道振動(dòng)物體任一時(shí)刻的位移．
(2)從振動(dòng)圖象上可以看出振幅和周期．
(3)從振動(dòng)圖象上還可以知道某時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)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(shí),分析實(shí)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)
16、本節(jié)內(nèi)容．
3.預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容
五、板書設(shè)計(jì)
六、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì)
1.如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)P在0～4 s內(nèi)的振動(dòng)圖象.下列敘述正確的是（ ）
A.再過1 s，該質(zhì)點(diǎn)的位移是正的最大
B.再過1 s．該質(zhì)點(diǎn)的速度方向向上
C.再過1 s．該質(zhì)點(diǎn)的加速度方向向上
D.再過1 s，該質(zhì)點(diǎn)加速度最大
2.圖甲為單擺的振動(dòng)圖象,圖乙為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況圖.試在圖乙中標(biāo)出t時(shí)刻擺球所在的實(shí)際位置及振動(dòng)方向．
17、
3.如圖所示是一單擺的振動(dòng)圖象，在t1、t2時(shí)刻相同的物理量是 ( )
A.位移 B.速度
C.加速度 D.勢(shì)能
4.一個(gè)彈簧振子在A、B問做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。O為平衡位置，如圖所示,以某一時(shí)刻作計(jì)時(shí)點(diǎn)(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(gè)振動(dòng)圖象中，能正確反映振子振動(dòng)情況的是(以向右為正方向) ( )
直線oo一曼
5.如圖甲是表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置，當(dāng)盛砂漏出的砂隨木板N被勻均地拉出時(shí)，從擺動(dòng)著的漏斗中漏出的砂在板上形成的曲線
18、顯示出擺的位移隨時(shí)間變化的關(guān)系，板上的直線OO1代表時(shí)間軸。
圖乙是兩個(gè)擺中的砂在各自木板上形成的曲線。若板N1和板N2拉動(dòng)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(dòng)周期T1和T2的關(guān)系為：
A．T2＝ T1 B．T2＝ 2T1 C．T2＝ 4T1 D．T2＝ T1
6.如圖所示是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象,據(jù)圖象求；
(1)振動(dòng)的振幅；
(2)振動(dòng)的頻率；
(3)在t=0.1 s,0.3 s，0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向；
(4)質(zhì)點(diǎn)的速度首次具有最大負(fù)值的時(shí)刻和
19、位置；
(5)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度首次具有最大負(fù)值的時(shí)刻和位置；
(6)在O.6～O.8 s這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況．
7.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示 ( )
A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)的頻率為0.25 Hz
B.質(zhì)點(diǎn)的振幅為2 cm
C.t=3 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的速度最大
D.t=4 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)所受的合力為零
8.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x隨時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示．由圖可知，在t=4 s，質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度分別為( )
A.速度為正的最大值,熱速度為零
20、 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(diǎn)即是對(duì)應(yīng)的位置 3.BD 4.D
5.D提示：由兩曲線可知,在相同的時(shí)間t1內(nèi)，N2上的曲線顯示單擺2完成了兩次全振動(dòng).但由于v2=2v1，實(shí)際上單擺2完成了四次全振動(dòng)．
6.(1)5 cm (2)f=1.25 Hz (3)t=0.1 s，0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上；t=0.3 s，0.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向下 (4)t=0.4 s時(shí)，首次具有速度的最大負(fù)值,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置處 (5)t=0.2 s時(shí),首次具有加速度的最大負(fù)值，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處 (6)在0.6～0.8s．這段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng)
7.ABC 8.D
2022年高二物理 （人教大綱版）第二冊(cè) 第九章 機(jī)械振動(dòng) 三、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象(第一課時(shí))
