2019-2020年高中物理《简谐运动》教案9 新人教版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理简谐运动教案9 新人教版选修3-4【课 题】简谐运动的图象。【教学目的】1. 知道简谐运动的图象是正弦（或余弦）曲线； 2理解简谐运动图象的物理意义。 3会用简谐运动图象的知识，去分析问题、解决问题。 【教学重点】简谐简谐运动图象的物理意义。【教学难点】简谐运动图象与振动轨迹的区别。【教学方法】从演示实验入手讨论式教学。【教 具】摆长相等的砂摆一台、石砂若干，上面贴有白纸、宽约30cm的长木板一 块，投影片若干张。 【教学过程】一、 复习提问：（5分钟）1 自由落体运动中，物体的位移随时间变化的规律如何？请画出位移时间图象。（提出问题后，让学生边思考边在课堂笔记上画图，请一 名学生到黑板上画。学生能画出如右图所示的图象。） 教师提出下列问题：2 这个位移时间图象是该物体运动的轨迹吗？（学生能正确回答，然后教师讲解，位移时间图象表示物体位移随时间变化的规律，并不表示物体运动的轨迹。）导入新课：物体作简谐运动时，位移也随时间在变化，那么它的位移 时间图象又会是什么样呢？这正是本节课要学习的内容。二、 新课教学：（30分钟） （板书课题） 简谐运动的图象 1从振动物体直接得到简谐运动图象：（板书） 演示一：只让砂摆振动（满足5），让学生观察砂摆端点的运动轨迹。 （请学生回答砂摆端点的运动轨迹） 演示二：在砂摆平衡位置右边最大位移处释放砂摆，同时沿着与振动垂直的 方向匀速拉动摆下贴有白纸的长木板，等砂摆振动一周期停止。 （ 请学生观察此时得到的图象） 演示三：让砂摆从平衡位置处开始摆动，同时沿着与振动垂直的方向匀速拉 动摆下贴有白纸的长木板，等砂摆振动一周期停止。 （ 请学生观察此时得到的图象） 演示结果得到的图象如下图：（将已画好图象的投影片打出，让学生观察） 分析演示实验：因为匀速拉动长木板，板的位移S与时间t成正比，故木板位移的大 小可 以表示时间的长短，从振动漏斗中漏出的砂流在木板上形成的曲 线，就显示出摆的位移随时间变化的关系。图象横轴表示时间t，纵轴 表示砂摆位移x。 总结：（板书）（1）.简谐运动的图象是正弦或余弦曲线。 （2）. 简谐运动的图象与轨迹不同指导学生阅读课本P136第3自然段到P137，思考以下问题：（投影）1 简谐运动图象的物理意义？ 2从简谐运动图象上可以确定哪些物理量？ 阅读时要注意课本上图55，掌握以下几个要点： 图象上函数的最大值振动的振幅A。 图象上两个相邻正（或负）最大值的间隔振动的周期T。 总结：（板书）（3）简谐运动的图象反应了振动物体位移随时间变化的关系。 （4）从简谐运动图象可以知道振动物体的振幅、周期以及它在 任意时刻的位移。 2简谐运动图象的应用：（板书）例1 如下面两个图，分别表示物体做简谐运动的图象，请分别写出它们的振幅 A、周期T。（投影）解：由图象可知，Aa=0.1cm Ta=4s Ab=0.5cm Tb=0.2s例2 根据上面（a）图，说出在1s、1.5s、2s、3.5s、4s时，物体所受的回复力、加速度、速度、位移的方向。 解：从图象上可以看出， 在1s时，回复力、加速度、位移都为零，速度最大沿x 轴负方向。 在1.5s时，回复力、加速度沿x正方向，速度、位移沿x轴负方向。 在2s时，回复力、加速度都最大，沿x轴正方向，位移最大沿x轴 负方向,速度为零。 在3.5s时,回复力、加速度都沿x轴负方向，位移、速度沿x轴正方向。 在4s时，回复力、加速度都最大，沿x轴负方向，位移也最大，沿x 轴正方向，速度为零。例3 如图所示的是一单摆做简谐运动的图象，设当地重力加速度g=9.8m/s2，试求此单摆的摆长。解：由图可知，该单摆的振动周期为T=4s， 又根据单摆周期公式： T=2 得L=T2g/42=429.8/（23.14）2m =3.98m 三、小结：1.简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，与运动轨迹不同。2简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。3根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。 【课堂训练】（10分钟）1 用简谐运动图象，可以求出振动物体的振幅、周期、频率、任意时刻的位移、质量、重力加速度等六个物理量中的哪一些：（ D ） A 只能求出 B 只能求出 C 只能求出 D 六个物理量都可求出 参考答案：D2下图是一个质点的振动图象，从图中可以知道：（ D ） A 在t=0时，质点的位移为零，速度和加速度也为零。 B 在t=4s时，质点的速度最大，方向沿x轴的负方向。 C 在t=3s时，质点的振幅为-5cm，周期为4s。 D 无论何时，质点的振幅都是5cm，周期都是4s。参考答案：D分析：在特殊位置的对应物理量，平衡位置处速度最大，方向根据“上坡上”“下坡下”的方法法确定，振幅根据定义，是振子离开平衡位置的最大距离。 3。一个做简谐运动的质点，起点位移为x0=3cm，振幅A=3cm，周期T=4s， 请画出该质点位移时间图象。参考答案：如图分析：在零时刻位移为3cm，用描点法作图。4 如图为某一质点做简谐运动的图象，求该质点通过1m路程所需要的时间。参考答案：t=2.5T=10秒分析：有图像可知T=4秒 ，一次全振动经过路程为4A=0.4m 故经过8 A=1m 所以质点经过的时间是t=2.5T=10秒