2024-2025學年高中物理第一章機械振動3簡諧運動的圖像和公式教案1教科版選修3-4

PAGE5-教學目標學問與技能：理解簡諧運動圖像的物理意義，知道簡諧運動的圖像是一條正弦或余弦曲線。學會從圖像中求出質(zhì)點振動的有關(guān)物理量。過程與方法：學習利用圖像法表示簡諧運動的位移隨時間的改變規(guī)律，加深領(lǐng)悟用圖像描繪運動的方法；提高學生運用數(shù)學工具解決物理問題的實力；通過利用圖像得到的信息，例如推斷物體的位移、速度、加速度等物理量的大小與方向的改變規(guī)律，培育學生的抽像思維實力。情感、看法與價值觀1、通過視察演示試驗，親身體驗畫出筆尖在各個時刻的位移圖像，以及描繪簡諧運動的圖像，培育學生仔細、嚴謹、實事求是的科學看法；2、進一步使學生駕馭解決物理問題的兩種方法：公式法和圖像法。教學重點1、簡諧運動圖像的物理意義和特點；2、簡諧運動的圖像對位移、周期、頻率、加速度、回復(fù)力等運動狀況的反映。教學難點簡諧運動位移——時間圖像的建立及其物理意義；2、由簡諧運動的圖像比較各質(zhì)點位移、速度、回復(fù)力、加速度的大小及方向教學方法試驗探究、啟發(fā)講授、小組探討教學資源自制水擺、白紙、多媒體電腦及相關(guān)軟件；學生學案。老師活動學生活動設(shè)計意圖教學過程教學過程教學過程導(dǎo)入新課：1、從運動學的觀點來看，簡諧運動屬于（CD）A勻速直線運動B勻變速直線運動C變速運動D變加速運動下列位移圖像分別表示直線運動的質(zhì)點做什么形式的運動？A勻速直線運動B加速直線運動C減速直線運動思索回答圖像法是探討物理問題的重要方法之一。簡諧運動物體的位移隨時間在做周期性改變，位移與時間的關(guān)系也可以用圖像和公式來表示。引出新課內(nèi)容二、簡諧運動圖像的建立問題1：首先要解決的問題就是怎樣把振子振動的軌跡記錄下來？借助水擺試驗：若取視察的時間較短，擺角不大于5?，則漏斗的搖擺可視為簡諧運動。老師演示：讓水擺搖擺，下面的紙帶不動，墨水流出并來回劃出一條直線問題2：怎樣把振子在不同時間的運動分開呢？如何將直線綻開，使它分別顯示各個時刻的位移呢？老師演示：讓水擺搖擺并勻速的拉動紙帶，漏出的水在紙帶上畫出一條正（余）弦圖像。留下來的曲線能夠表示振子的位移隨時間改變的規(guī)律，位移和時間在曲線是如何體現(xiàn)的？振動圖像在什么狀況下是正弦，什么狀況下是余弦？介紹這種記錄振動方法的實際應(yīng)用例子：心電圖儀、地震儀。課件展示：利用頻閃照片把對應(yīng)不同時刻的位置記錄下來，并用描點法得到簡諧運動的圖像。分析：此過程中應(yīng)如何拉動紙帶？勻速拉動紙帶所起的作用是什么？學生體驗：用筆在紙上做往復(fù)的直線運動模擬簡諧運動，如何可以畫出筆尖在各個時刻的位移圖像呢？學生試驗操作并體會思索回答學生觀看視頻通過紙帶的空間位移體現(xiàn)時間學生從視察思索到自己試驗操作，親身體驗勻速拉動紙帶的作用將各不同時刻的位置相互錯開通過紙帶的空間位移體現(xiàn)時間。加深領(lǐng)悟用圖像描繪運動的方法三、簡諧運動圖像總結(jié)1.振動圖像簡諧運動的位移—時間（x-t）圖像的做法2.圖像特點：一條正弦（或余弦）曲線。3.圖像的物理意義：例題：設(shè)水平彈簧振子自平衡位置向正方向運動起先計時，畫出歷時一個周期的振動圖像。理解：圖像描述的是一個振動質(zhì)點在各個不同時刻相對于平衡位置的位移，不是反映質(zhì)點的運動軌跡學生描點畫出振動圖像強調(diào)規(guī)范性：橫、縱軸表示的物理意義，依據(jù)實際數(shù)據(jù)取單位、定標度、描點，用平滑曲線連接各點得到圖線四、簡諧運動振動圖像的應(yīng)用問題探討從簡諧運動的圖像中可得到哪些有用的信息？探討分析并向全體學生匯報(1)讀出振動的振幅：(2)讀出隨意時刻t對平衡位置的位移：(3)讀出振動的周期T：(4)推斷隨意時刻回復(fù)力和加速度的方向(5)隨意時刻的速度方向：(6)推斷某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的改變狀況利用圖像得到的信息，例如推斷物體的位移、速度、加速度等物理量的大小與方向的改變規(guī)律，培育學生的抽像思維實力，加深學生對重點和難點學問的理解和落實五、課堂小結(jié)學生總結(jié)本節(jié)課所學的新學問六、板書設(shè)計§1.3簡諧運動的圖像和公式簡諧運動的圖像（1）（x-t）圖像作法：坐標原點0－平衡位