高中物理選修3-4教案

1、高中物理選修3-4 教案（人教版）選修3-4 教學設計全冊】第一節(jié) 簡諧運動【教材分析】簡諧運動是最簡單、最基本、最有規(guī)律性的機械振動，通過學習，使學生既了解到機械振動的基本特點，又體會到振動這種運動形式較直線運動、曲線運動都要復雜。在本節(jié)教材中研究彈簧振子的振動情況時，忽略了摩擦力和彈簧的質量，應讓學生認真領會這種理想化的方法。簡諧運動中振子的“位移 ”x 實質是位置矢量，與運動學中講的位移矢量不同，中學沒有嚴格區(qū)分這兩個矢量，我們通俗地說成是相對于平衡位置的位移。偏離平衡位置的位移與運動學中的位移概念容易混淆，這是難點。【教學目標】（一）知識與技能1 、知道什么是彈簧振子，理解振動的平衡位

2、置和位移。2 、知道彈簧振子的位移時間圖象，知道簡諧運動及其圖象。（二）過程與方法通過對簡諧運動圖象的繪制，認識簡諧運動的特點。（三）情感、態(tài)度與價值觀1 、通過對簡諧運動圖象的繪制，培養(yǎng)認真、嚴謹、實事求是的科學態(tài)度。2 、從圖像中了解簡諧運動的規(guī)律，培養(yǎng)分析問題的能力及審美能力（逐步認識客觀存在的簡潔美、對稱美等）?！窘虒W重點】理解簡諧運動的位移時間圖象?！窘虒W難點】根據(jù)簡諧運動的圖象弄清各時刻質點的位移、路程及 運動方向?！窘虒W方法】實驗演示、討論與歸納、推導與列表對比、多媒體模擬展示【教學用具】一端固定的鋼尺、單擺、音叉、小槌、水平彈簧振子、豎直彈簧振子、 cai 課件【教學過程】（一

3、）引入新課在自然界中有一種很常見的運動，如微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、水中浮標的上下浮動、擔物行走時扁擔的顫動、聲帶的振動、地震時大地的劇烈振動? ，這些物體的運動稱之為機械振動，簡稱振動。振動是自然界中普遍存在的一種運動形式。（演示振動實例，建立振動的概念，歸納振動的特點）演示：一端固定的鋼尺、單擺、水平和豎直的彈簧振子、穿在橡皮繩上的塑料球、音叉的叉股等物體的振動。問題：這些物體的運動各不相同，運動軌跡有的是直線，有的是曲線；運動方向有的在水平方向，有的在豎直方向；物體各部分的運動情況有的相同、有的不同? ，那么它們的運動有什么共同特征呢？歸納：物體振動時有一中心位置，物體（

4、或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動。物體振動時有一個中心位置，如琴弦振動的中心位置就是琴弦靜止時或未開始振動時的位置。這個位置稱為平衡位置。（ 1 ）平衡位置：物體振動時的中心位置，振動物體未開始振動時相對于參考系靜止的位置。（ 2）機械振動：物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。（ 3）振動特點：振動是一種往復運動，具有周期性和往復性。（用多媒體展示振動的幾個實例，在多媒體展示過程中強化“平衡位置 ” 和 “ 往復運動”） 教師： 振動是一種新的運動形式。我們研究問題的方法都是由淺入深、由簡到繁的。簡諧運動是機械振動中最簡單的運動形式，所以我們下面先來研究簡諧

5、運動。（二）進行新課1 彈簧振子演示：水平放置的彈簧振子的振動。觀察、分析、討論：小球原來靜止的位置就是平衡位置。小球在平衡位置附近所做的往復運動，是一種機械振動。小球的運動是平動，可以看作質點。忽略小球與水平桿之間的摩擦，彈簧的質量與小球質量相比也忽略不計，將小球拉離平衡位置后由靜止釋放，小球能夠自由滑動。這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。演示：豎直方向上彈簧振子的振動。（引導學生觀察、體會彈簧振子的“平衡位置”和 “往復運動”，增強感性認識。）說明：在中學階段只研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。小球稱為振子。彈簧振子是一個理想化的模型，它忽略了一些次要的因素。2 彈簧振子的位移時間圖象教師：

6、要進一步研究彈簧振子的運動規(guī)律，我們首先來研究振子的位移如何變化。說明：以小球的平衡位置為坐標原點，沿運動方向建立坐標軸。規(guī)定小球在平衡位置右邊時，位移為正，在平衡位置左邊時，位移為負。教師：用頻閃照相的方法來顯示振子在不同時刻的位置。投影如圖11.1 2。思考：如何理解這就是振子的位移時間圖象，即x-t 圖象。學生：思考、討論。發(fā)表見解。因為攝像底片從下向上勻速運動，底片運動的距離與時間成正比。因此，可用底片運動的距離代表時間軸。振子的頻閃照片反映了不同時刻，振子離開平衡位置的位移。也就是位移隨時間變化的規(guī)律。教師：板畫，如圖所示。引導學生觀察振子從 a-o-a / - o-a的一個循環(huán)，這

7、一循環(huán)可分為四個階段：ao、of a /、a7 f o、oa ,分析在這四個階段中振子位移的變化，并將定性分析的結論填入表格中。由a到o運動過程中，位移方向由O -a ,隨著振子不斷地向o靠 近，位移越來越小。總結：振動物體的位移與運動學中的位移含義不同，振子的位移總是相對于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。因而振子對平衡位置的位移方向始終背離平衡位置。3 簡諧運動及其圖象教師：觀察彈簧振子的位移時間圖象，可以發(fā)現(xiàn)該圖象像數(shù)學中學過的何種圖象？學生：正弦圖線。教師：精確的實驗和理論研究表明，彈簧振子的位移隨時間按正弦規(guī)律變化。像這樣，質點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振

8、動，叫做簡諧運動。簡諧運動的位移時間圖象為正弦曲線。簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。彈簧振子的運動就是簡諧運動。教師：怎樣來記錄振動的圖象呢？演示：在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。教師：介紹這種方法在實際中的重要應用。如醫(yī)院里的心電圖儀、地震儀中繪制地震曲線的裝置等，都用類似的方法記錄振動情況。如圖所示。（三）課堂總結、點評物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動。彈簧振子是我們學習的又一個理想化的物理模型。忽略小球與水平桿之間的摩擦，彈簧的質量與小球質量相比也忽略不計，這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振

9、子。彈簧振子的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，其位移時間圖象是一條正弦曲線。這樣的振動叫做簡諧運動。簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。（四）課余作業(yè)完成p5“ 問題與練習”的題目。閱讀p4 科學漫步中的短文。4 1.2 簡諧運動的描述教材分析本節(jié)學習了描述簡諧運動的幾個物理量，是進一步認識簡諧運動的基礎課，同時也為后續(xù)課程交流電、電磁振蕩等知識的學習打下基礎。由于相位的概念比較抽象，在教學中，能讓學生理解相位的物理意義，識別位移方程中各量的含義就可以了.對于基礎較好的學生，教師也可以介紹參考圓的方法，以幫助學生更深入地理解相位的概念?！窘虒W目標】（一）知識與技能1 、知道振幅、周期和頻率的

10、概念，知道全振動的含義。2 、了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意義。3 、了解簡諧運動位移方程中各量的物理意義，能依據(jù)振動方程描繪振動圖象。（二）過程與方法1 、在學習振幅、周期和頻率的過程中，培養(yǎng)學生的觀察能力和解決實際問題的能力。2 、學會從相位的角度分析和比較兩個簡諧運動。（三）情感、態(tài)度與價值觀1 、每種運動都要選取能反映其本身特點的物理量來描述，使學生知道不同性質的運動包含各自不同的特殊矛盾。2 、通過對兩個簡諧運動的超前和滯后的比較，學會用相對的方法來分析問題?！酒焊咧形锢磉x修3-4 全套教案（人教版）】高二物理選修3-4 教案11 、 1 簡諧運動一、三維目標知識與技能

11、1 、了解什么是機械振動、簡諧運動2 、正確理解簡諧運動圖象的物理含義，知道簡諧運動的圖象是一條正弦或余弦曲線過程與方法通過觀察演示實驗，概括出機械振動的特征，培養(yǎng)學生的觀察、概括能力情感態(tài)度與價值觀讓學生體驗科學的神奇，實驗的樂趣二、教學重點使學生掌握簡諧運動的回復力特征及相關物理量的變化規(guī)律三、教學難點偏離平衡位置的位移與位移的概念容易混淆；在一次全振動中速度的變化四、教學過程引入：我們學習機械運動的規(guī)律，是從簡單到復雜：勻速運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動，今天學習一種更復雜的運動 簡諧運動1 、機械振動振動是自然界中普遍存在的一種運動形式，請舉例說明什么樣的運動就是振動？微

12、風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動? 這些物體的運動都是振動。請同學們觀察幾個振動的實驗，注意邊看邊想：物體振動時有什么特征？ 演示實驗（ 1）一端固定的鋼板尺見圖 1（ a） （ 2）單擺見圖1（ b） （ 3）彈簧振子見圖1 （ c）（d） （ 4）穿在橡皮繩上的塑料球見圖 1 （ e） 1提問：這些物體的運動各不相同：運動軌跡是直線的、曲線的；運動方向水平的、豎直的；物體各部分運動情況相同的、不同的? 它們的運動有什么共同特征？歸納：物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動，振動是機械振動的簡稱。2 、簡諧運動簡諧運動是一種最簡單、最基本的振

13、動，我們以彈簧振子為例學習簡諧運動（ 1 ）彈簧振子演示實驗：氣墊彈簧振子的振動討論：a.滑塊的運動是平動，可以看作質點b 彈簧的質量遠遠小于滑動的質量，可以忽略不計,一個輕質彈簧聯(lián)接一個質點，彈簧的另一端固定，就構成了一個彈簧振子c 沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，阻力很小，振子振動。我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。（ 2）彈簧振子為什么會振動？物體做機械振動時，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置，這個力叫回復力，回復力是根據(jù)力的效果命名的，對于彈簧振子，它是彈力?；貜土梢允菑椓?，或其它的力，或幾個力的合力，或某個力的分力，在 o 點，

14、回復力是零，叫振動的平衡位置。2（ 3）簡諧運動的特征彈簧振子在振動過程中，回復力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關系。在研究機械振動時，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。3 、簡諧運動的位移圖象 振動圖象簡諧運動的振動圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡諧運動的位移指的是什么位移？（相對平衡位置的位移）演示：當彈簧振子振動時，沿垂置于振動方向勻速拉動紙帶，毛筆p 就在紙帶上畫出一條振動曲線說明：勻速拉動紙帶時，紙帶移動的距離與時間成正比，紙帶拉動一定的距離對應振子振動一定的時間，因此紙帶的運動方向可以代表時間軸的方向，紙帶運動的距離就可以代表時間。介紹這種記錄振動方法的實際應用例子：心

15、電圖儀、地震儀理論和實驗都證明：（1 ）簡諧運動的振動圖象都是正弦或余弦曲線讓學生思考后回答：振動圖象在什么情況下是正弦，什么情況下是余弦？引導學生回答：由開始計時的位置決定。五、板書設計11 、 1 簡諧運動1 、機械振動物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動，振動是機械振動的簡稱2 、簡諧運動簡諧運動是一種最簡單、最基本的振動3 、簡諧運動的位移圖象 振動圖象正弦曲線六、課后作業(yè)優(yōu)化方案七、教學輔助手段鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球、氣墊彈簧振子、微型氣源3八、課后反思本節(jié)課主要讓學生體會機械振動和簡諧運動，從實驗中感受簡諧運動到底是一個什么樣的

16、運動，無論從形式上還是圖像上。411、 2一、三維目標知識與技能簡諧運動的描述1 、知道簡諧運動的振幅、周期和頻率的含義2 、理解周期和頻率的關系3 、知道振動物體的固有周期和固有頻率，并正確理解與振幅無關過程與方法 通過觀察概括出機械振動的特征，培養(yǎng)學生的概括能力情感態(tài)度與價值觀 通過學生總結概括，增強學生學習物理的信心和興趣二、教學重點 振幅、周期和頻率的物理意義三、教學難點 理解振動物體的固有周期和固有頻率與振幅無關四、教學過程 引入上節(jié)課講了簡諧運動的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復力作用下，總以某一位置為中心做往復運動?，F(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運動。將振子拉到平衡位置o 的右側，放手

17、后，振子在o 點的兩側做往復運動。振子的運動是否具有周期性？在圓周運動中，物體的運動由于具有周期性，為了研究其運動規(guī)律，我們引入了角速度、周期、轉速等物理量。為了描述簡諧運動，也 需要引入新的 物理量，即振幅、周期和頻率 進行新課 實驗演示：觀察彈簧振子的運動，可知振子總在一定范圍內運動，說明振子離開平衡位置的距離在一定的數(shù)值范圍內，這就是我們要學的第一個概念 振幅。5【篇三：新課標人教版物理選修3-4 全冊教案】第十一章機械振動11.1 簡諧運動教學目標1 、知識與技能（ 1 ）了解什么是機械振動、簡諧運動；（ 2 ）掌握簡諧運動的位移圖象。2 、過程與方法：正確理解簡諧運動圖象的物理含義，

18、知道簡諧運動 的圖象是一條正弦或余弦曲線；3 、情感、態(tài)度與價值觀：通過觀察演示實驗，概括出機械振動的特征，培養(yǎng)學生的觀察、概括能力。教學重點：使學生掌握簡諧運動的回復力特征及相關物理量的變化規(guī)律。 教學難點：偏離平衡位置的位移與位移的概念容易混淆；在一次全振動中速度的變化。教學教具：鋼板尺、鐵架臺、單擺、豎直彈簧振子、皮筋球、氣墊彈簧振子、微型氣源。教學過程：第一節(jié) 簡諧運動（一）教學引入我們學習機械運動的規(guī)律，是從簡單到復雜：勻速運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動，今天學習一種更復雜的運動 簡諧運動。（二）新課教學1 、機械振動振動是自然界中普遍存在的一種運動形式，請舉例說明什么

19、樣的運動就是振動？（微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動? 這些物體的1運動都是振動。）請同學們觀察幾個振動的實驗，注意邊看邊想：物體振動時有什么特征？演示實驗（ 1 ）一端固定的鋼板尺，圖1 （ a） （ 2）單擺，圖1 （ b）（ 3）彈簧振子，圖1 （ c）（d） （ 4）穿在橡皮繩上的塑料球，圖1 （ e）提問：這些物體的運動各不相同：運動軌跡是直線的、曲線的，運動方向水平的、豎直的，物體各部分運動情況相同的、不同的? 它們的運動有什么共同特征？歸納：物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動，振動是機械振動的簡稱。2、簡諧運動簡諧運動是一種

20、最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學習簡諧運動。（ 1 ）彈簧振子演示實驗：氣墊彈簧振子的振動討論：第一、滑塊的運動是平動，可以看作質點。第二、彈簧的質量遠遠小于滑動的質量，可以忽略不計，一個輕質彈簧聯(lián)接一個質點，彈簧的另一端固定，就構成了一個彈簧振子。第三、沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，阻力很小，振子振動。我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。（ 2）彈簧振子為什么會振動？物體做機械振動時，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置，這個力叫回復力，回復力是根據(jù)力的效果命名的，對于彈簧振子，它2是彈力?；貜土梢允菑椓Γ蚱渌牧?，或幾個力的合

21、力，或某個力的分力。在o 點，回復力是零，叫振動的平衡位置。（ 3）簡諧運動的特征彈簧振子在振動過程中，回復力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關系。在研究機械振動時，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。3、簡諧運動的位移圖象 振動圖象簡諧運動的振動圖象是一條什么形狀的圖線呢？簡諧運動的位移指的是什么位移？（相對平衡位置的位移）演示：當彈簧振子振動時，沿垂置于振動方向勻速拉動紙帶，毛筆p 就在紙帶上畫出一條振動曲線。說明：勻速拉動紙帶時，紙帶移動的距離與時間成正比，紙帶拉動一定的距離對應振子振動一定的時間，因此紙帶的運動方向可以代表時間軸的方向，紙帶運動的距離就可以代表時間。實際應用例

22、子：心電圖儀、地震儀。理論和實驗都證明：簡諧運動的振動圖象都是正弦或余弦曲線。311.2 簡諧運動的描述（ 1 ）知道簡諧運動的振幅、周期和頻率的含義；（ 2）理解周期和頻率的關系；（ 3）知道振動物體的固有周期和固有頻率，并正確理解與振幅無關；（ 4）掌握簡諧運動的表達式，正確理解振幅、相位、初相的概念。2、過程與方法：3 、情感、態(tài)度與價值觀：教學重點：振幅、周期和頻率的概念。教學難點：振幅、周期和頻率的物理意義；理解振動物體的固有周期和固有頻率與振幅無關。教學方法：實驗觀察、講授、討論，計算機輔助教學。教學教具：彈簧振子，音叉，教學過程：第二節(jié) 簡諧運動的描述（一）新課引入上節(jié)課講了簡諧運動的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復力作用下，總以某一位置為中心做往復