高中物理.《简谐运动的图像和公式》教案教科版选修解析
高中物理第一章3简谐运动的图像和公式课件教科选修34教科高中选修34物理课件
(1)式中x表示物体相对于平衡位置的位移.
(2)式中A表示振幅,描述的是振动的强弱.
(3)式中 ω 叫做圆频率,它与周期、频率的关系为 ω=
2π
= 2π.
可见、、相当于一个量, 描述的都是振动的快慢.
(4)式中(ωt+φ)表示相位,描述做周期性运动的物体在各个不同时刻所处的不
B.周期是标量,物体A、B振动的周期相等,为100 s
C.物体A振动的频率fA等于物体B振动的频率fB
π
D.物体 A 的相位始终超前物体 B 的相位 3
解析:振幅是标量,物体(wùtǐ)A、B的振动范围分别是6 m、10 m,但振
幅分别为 3 m、5 m,选项 A 错误;物体 A、B 的振动周期 T=
2
2
所以初相 φ= , 表达式为x=8×10-3sin 4π +
答案(dá àn):A
第十八页，共二十三页。
m,选项 A 正确.
1
2
3
4
4一个质点做简谐运动(jiǎn xié yùn dònɡ)的图像如图所示,下列叙述中正确的是
(
)
A.质点的振动频率为4 Hz
B.在10 s内质点经过的路程为20 cm
度为负的最大值,A项正确.t=2 s时,振子的位移为零,振子速度为负的最大值,加
速度为零,B项错误.t=3 s时,振子的位移负向最大,速度为零,加速度为正的最大
值,C项错误.t=4 s时,振子的位移为零,振子速度为正的最大值,加速度为零,D
项错误.
答案:A
第十七页，共二十三页。
1
2
3
4
5
3有一个弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,初始时刻(shíkè)具有负方向的最
1-3简谐运动的图像和公式公开课教学设计
（1）任一时刻的位移
（2）T、A、f
(3)恢复力和加速度大小方向的变化
(4)速度方向和大小的变化
3．简谐运动的表达式：
结合教材，了解简谐运动的相位、相位差
【课堂小结】
1．简谐运动的图像：正弦或余弦曲线
2．物理图像的意义：偏离平衡位置的位移随时间变化的关系
3．图像中的信息：
（1）任一时刻的位移
（2）T、A、f
（3）恢复力和加速度大小方向的变化
（4）速度方向和大小的变化
4．简谐运动的表达式：
学生观察，动手尝试
a.可用双线摆
3．知道简谐运动的公式表述，如何从公式中找出简谐运动的振幅和周期。
（二）过程与方法
通过探索图形的物理意义，培养学生的读图能力。
（三）情感与价值观目标
创设问题情景，激发学生观察、分析、探求的学习激情，强化学生参与意识及主体作用。在自主探究与讨论交流过程中，培养学生的创新精神，多提问，多想。
重点
简谐运动图象的物理意义。
问：①振动图象是不是质点的运动轨迹？
②一个周期后的振动图象是怎样的?
3．简谐运动的图像的应用
下图表示一质点做简谐运动的图像：
二、简谐运动的表达式
由图像知道振动物体离开平衡位置的位移可以用X=Asin(ωt+φ)来表示。因为ω=2π/T，f=1/T所以
物体从不同的位置振动，φ值不同。ωt+φ叫相位，φ叫初相位。
通过实验使学生对如何获得简谐运动的位移时间图像有所了解。
通过实验认识简谐运动的形状
了解得到简谐运动的多种方法
通过讨论和例题的讲解，理解简谐运动图像的基本应用。
三角函数与单位圆的关系。
落实表达式的应用。
教科版高二物理教学课件：选修3-4第一章 第3节1.3简谐运动的图像和公式PPT
运动时，位移 随时间变化的 图象，不是轨 迹。
3、振动图象是 正弦曲线还是 余弦曲线，这 决定于t＝0 时刻的选择。
一、简谐运动的图像
（2）简谐运动图象描述的振动物理量
1、直接描述量： ①振幅A；②周期T；③任意时刻的位移x。
一、简谐运动的图像
2、间接描述量 ①频率f=1/T ② x-t图线上任一点的切线的斜率等于v。
19 、很多人找女朋友或者男朋友，把学历当作指标之一，既希望对方能够给他/她伴侣的温暖与浪漫，又希望他/她知识丰富、学历相当或更高 ，在事业上能蒸蒸日上;我想说，你找的是伴侣，不是合作伙伴，更不是同事，生活就是生活，这个人适合你，即使你是博士他/她斗大字不识 一个，那也无所谓，适合就会和谐融洽，人比文凭更重要
振动振幅之比为（ 2∶1 ）， 频率之比为（ 1∶1 )， 甲和乙的相差为( )
2
练习：
已知：A=3cm，T=8s，规定向右方向为正 方向，从平衡位置O（向B）开始计时， 试：大致画出它的振动图像？
从平衡位置O（向B）开始计时
从B 开始计时
5 、当一个人真正觉悟的一刻，他放弃追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的真正财富。 15 、努力不一定成功，放弃肯定失败。 17 、不要轻易用过去来衡量生活的幸与不幸!每个人的生命都是可以绽放美丽的，只要你珍惜。 14 、人生就是生活的过程。哪能没有风、没有雨?正是因为有了风雨的洗礼才能看见斑斓的彩虹;有了失败的痛苦才会尝到成功的喜悦。 11 、一个能从别人的观念来看事情，能了解别人心灵活动的人，永远不必为自己的前途担心。一个人最大的破产是绝望，最大的资产是希望 。不要等待机会，而要创造机会。
四、振动图象的实际运用
心电图仪
例：如图所示，是质点的振动图象， 则振幅是______m，频率是 _______Hz， 0-4s内质点通过路程 是______m，6s末质点位移是 _______m。
高中物理.《简谐运动的图像和公式》教案教科版选修解析
《简谐运动的图像》一、教学三维目标（一）知识与技能1、知道振动图像的物理含义。
2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。
3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。
（二）过程与方法1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。
2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。
（三）情感态度与价值观1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。
2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。
二、重点、难点、疑点及解决办法1、重点（1）简谐运动图像的物理意义。
（2）简谐运动图像的特点。
2、难点（1）用描点法画出简谐运动的图像。
（2）振动图像和振动轨迹的区别。
（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。
3、疑点能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。
4、解决办法（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。
（2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。
三、课时安排1课时四、教具、学具准备自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（附小槌、灵敏话筒、示波器）。
五、学生活动设计1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。
2、学生根据表格画出s-t图3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。
六、教学步骤［导入新课］提问1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？ （是一条过原点的直线）2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（根据s＝at2,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？［新课教学］多媒体课件（或幻灯）显示。
2020-2021学年高中物理 第一章 机械振动 3 简谐运动的图像和公式教案1 教科版选修3-4
教学目标知识与技能：1、理解简谐运动图像的物理意义，知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。
2、学会从图像中求出质点振动的有关物理量。
过程与方法：1、学习利用图像法表示简谐运动的位移随时间的变化规律，加深领悟用图像描绘运动的方法；提高学生运用数学工具解决物理问题的能力；2、通过利用图像得到的信息，例如判断物体的位移、速度、加速度等物理量的大小与方向的变化规律，培养学生的抽像思维能力。
情感、态度与价值观1、通过观察演示实验，亲身体验画出笔尖在各个时刻的位移图像，以及描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度；2、进一步使学生掌握解决物理问题的两种方法：公式法和图像法。
教学重点1、简谐运动图像的物理意义和特点；2、简谐运动的图像对位移、周期、频率、加速度、回复力等运动情况的反映。
教学1、简谐运动位移——时间图像的建立及其物理意义；教学过程一、导入新课：1、从运动学的观点来看，简谐运动属于（ CD ）A匀速直线运动B匀变速直线运动C 变速运动D 变加速运动2、下列位移图像分别表示直线运动的质点做什么形式的运动？A 匀速直线运动B 加速直线运动思考回答图像法是研究物理问题的重要方法之一。
简谐运动物体的位移随时间在做周期性变化，位移与时间的关系也可以用图像和公式来表示。
引出新课内容。
高中物理教科版选修3-4配套课件1.3 简谐运动的图像和公式 课件(教科版选修3-4)
(6)从图像可看出质点在不同时刻之间的相位差．
【变式1】
弹簧振子做简谐运动的振动图像如图1-3-5所示，则 ( A．t＝0时，质点位移为零，速度为零，加速度为零 B．t＝1 s时，质点位移最大，速度为零，加速度最大 C．t1和t2时刻振子具有相同的速度 )．
D．t3和t4时刻振子具有相同的加速度
图1-3-5
2π x＝Asin T t＋φ或x＝Asin(2πft＋φ)
A表示简谐运动的 振幅 ． T、f是简谐运动的 周期 和 频率 ． ft＋φ叫简谐运动的 相位 ． t＝0时的相位φ叫做 初相位 ，简称初相． 频率相同，初相不同的两个振动物体的相位差：φ2－φ1.
一、由简谐运动的图像还可获得的信息 任意时刻质点的位移的大小和方向．
如图1-3-2所示，质点在t1、t2时刻的位移分别为x1和－x2.
图1-3-2
任意时刻质点的振动方向：看下一时刻质点的位置，如图 1-3-3
中a点，下一时刻离平衡位置更远，故a此刻向上振动．
图1-3-3
任意时刻质点的速度、加速度、位移的变化情况及大小比较
看 下一时刻质点的位置，判断是远离还是靠近平衡位置：若远 离平衡位置，则速度越来越小，加速度、位移越来越大；若靠 近平衡位置，则速度越来越大，加速度、位移越来越大，如图 中b，从正位移向着平衡位置运动，则速度为负且增大，位移、
3 简谐运动的图像和公式
1．会简谐运动的图像是一条正弦或
余弦曲线. 3．了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义． 4．了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描 绘振动图像．
一、简谐运动的图像 图像的绘制及应用 (1)绘制方法：在弹簧振子的 小球 上安装一绘图笔，让一条纸
教科版选修3-4 1.3 简谐运动的图像和公式 说课稿
简谐运动的图像和公式说课稿给位老师好：我叫武亚雄，来自首都师范大学。
今天我说课内容的题目是《简谐运动的图像和公式》。
下面我将围绕本节课“教什么“，“怎样教“，“为什么这样教“三个问题，从说教材，说学情，说教法，说学法，说教学过程，以及说板书设计六个方面加以说明。
教材分析：（一）教材所处的地位及前后联系：1）教材所处的地位及前后联系《简谐运动的图像和公式》是教科版选修3-4第一章《机械振动》第三节的内容。
本节的学习为下一章《机械波》的教学做铺垫，起着链条作用。
2）教学目标1. 知识与技能目标（1）．理解振动图像的物理意义（2）．通过利用图像获得信息（3）.理解简谐运动表达式（4）.通过实验法得到简谐运动的图像2. 过程与方法目标：通过探索图形的物理意义，培养学生的读图能力。
3. 情感与价值观目标：创设问题情景，激发学生观察、分析、探求问题的激情，强化学生参与意识及主体作用。
3）教学重点、难点本节课教学重点为：简谐运动图象的物理意义和特点；运用简谐运动的图象解决有关位移、周期、频率、加速度等问题。
本节课的难点为：用实验法描绘出简谐运动的图象；运用简谐运动的图象求解实际问题。
（二）学情分析本学段学生已通过相应阶段的数学学习，正弦或余弦曲线已有了一定的认识，初步掌握了正弦或余弦曲线的性质和特点，这有助于更好地学习本节内容。
（三）说教法物理学是一门以实验为基础，崇尚理性，重视逻辑推理的学科。
基于以上对教材、学情的分析和新课改的要求，本节课我们主要采用实验演示的方法，辅之以启发探究的方法，从而达到培养能力，养成良好学习态度的目的。
（四）说学法新课标强调以学生为主体，结合本节课的教学重难点，我确定本节课的学法为：自主探究法、合作交流法。
通过让学生对演示实验进行观察，同时利用已学知识，积极参与讨论总结规律，从而达到接受知识的目的，提高学生的观察、分析和逻辑思维能力。
（五）说教学过程1.导入创设情境。
引导学生回顾常见描述物体运动规律的方法，公式法和图像法。
《简谐运动的图像和公式》教学设计
《简谐运动的图像和公式》教学设计《《简谐运动的图像和公式》教学设计》这是优秀的教学设计文章，希望可以对您的学习工作中带来帮助！一、教学目标1.在物理知识方面的要求：(1)理解振动图象的物理意义;(2)利用振动图象求振动物体的振幅、周期及任意时刻的位移;(3)会将振动图象与振动物体在某时刻位移与位置对应，并学会在图象上分析与位移x有关的物理量。
(速度v，加速度a，恢复力F。
)2.观察砂摆(或弹簧振子)演示实验中拉动木板匀速运动，让学生学会这是将质点运动的位移按时间扫描的基本实验方法。
3.渗透物理方法的教育：提高学生观察、分析、实验能力和动手能力，从而让学生知道实验是研究物理科学的重要基础。
二、重点、难点分析1.重点：简谐运动图象的物理意义。
2.难点：振动图象与振动轨迹的区别。
三、教具演示弹簧振子实验：弹簧振子、塑料板、毛笔、墨水四、主要教学过程【引入新课】视频和图片：由地震危害讲到研究振动的必要性，研究振动有图像和公式方法。
质点做直线运动时，x-t图象形象地说明质点的位移随时间变化的规律。
若以质点的初始位置为坐标原点，x表示质点的位移。
提问1：初速度为零的匀加速直线运动物体的位移随时间变化规律如何?并画出位移-时间的图象。
(答案见图)。
提问2：x-t图象是抛物线，其图象的横纵坐标、原点分别表示什么?物体运动的轨迹是什么?答2：横轴表示时间;纵轴表示位移;坐标原点表示计时、位移起点。
物体运动的轨迹是直线。
物体做简谐运动，是周期性变化的运动，它的位移随时间变化的规律又是什么样的呢?这正是本节要解决的问题。
【教学过程设计】【视频一】：沙摆讲解：1、质点做的是直线运动，但它每时刻的位移都有所不同。
如何将不同时刻的位移分别显示出来呢?2、让砂摆振动，同时沿着与振动垂直的方向匀速拉动摆下的纸条让学生观察现象：原先成一条直线的痕迹展开成一条曲线。
【动画二】：弹簧振子【演示实验】：实验操作一、作图方法1、建坐标2、描点连线讨论图线：(请同学们相互讨论)1.图线的x、y轴(横、纵坐标)分别表示什么物理量?2.曲线是不是质点的运动轨迹?质点做的是什么运动?3.图象的物理意义是什么?4.这条图线的特点是什么?请同学回答，并讨论得出正确结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《简谐运动的图像》
一、教学三维目标
（一）知识与技能
1、知道振动图像的物理含义。
2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。
3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。
（二）过程与方法
1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。
2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。
（三）情感态度与价值观
1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。
2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。
二、重点、难点、疑点及解决办法
1、重点
（1）简谐运动图像的物理意义。
（2）简谐运动图像的特点。
2、难点
（1）用描点法画出简谐运动的图像。
（2）振动图像和振动轨迹的区别。
（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。
3、疑点
能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。
4、解决办法
（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。
（2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。
三、课时安排
1课时
四、教具、学具准备
自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（附小槌、灵敏话筒、示波器）。
五、学生活动设计
1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。
2、学生根据表格画出s-t图
3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。
六、教学步骤
［导入新课］
提问
1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（是一条过原点的直线）
2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？
（根据s＝at2,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）
那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？
［新课教学］
多媒体课件（或幻灯）显示。
观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况，这是典型的简谐运动。
观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片，以及接下来1/2周期内的频门照片，已知频闪的频率为9.0Hz提问，相邻两次闪光的时间间隔t。
是多少？
时间t0＝s＝0.11s
提问，频闪照片上记录下来什么？
（照片上记录下来每隔t0振子所在的位置）
取平衡位置的右方为正方向。
根据频门照片上的读数，列出位移。
随时间；变
化的表格，阅读课本P163的内容。
请同学独立作图，以纵轴表示位移X，横轴表示时间t，根据表格数据在坐标平面上一一描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，看看究竟是一条什么线？
简谐运动的位移图像是一条余弦（或正弦）曲线。
一、简谐运动的图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律，简称x-t图像。
注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，简谐运动的图像不是振子运动的轨迹。
例题设水平弹簧振子从平衡位置向正方向运动起开始计时。
（1）画出历时一周期的振动图像。
（2）在上述图像中标出等时刻的位移矢量图。
3、在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。
4、在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。
（上述各问可让同学讨论后回答）
（复合幻灯片展示，或多媒体课件展示）
从图像中可以得出的物理量有
①振幅
②振动的周期T
③某时刻振子的位移大小及方向
④某时刻振子的速度方向
⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线
图9-2中（甲）图表示振子从平衡位置向正向最大位移处运动。
（乙）图表示振子从正向最大位移处向平衡位置运动。
甲乙
图9-2
三、振动图像的广泛应用
心电图、脑电图、地震图等。
（四）总结、扩展
1、简谐运动图像表示了做简谐运动质点的位移随时间变化的规律。
是一条正弦（或余弦）函数图像，它不是质点运动的轨迹。
2、在简谐运动图像上可以知道振幅、周期的大小，可以判断位移X、速度v，加速度a、回复力F的方向，还可以比较其大小。
3、一切复杂的振动都不是简谐运动，但它们都可以看做是若于个振幅和频率不同的简谐运动的合运动。
演示：用发声的音叉通过示波器显示音叉振动的图像，反过来振动图像又可以判断物体的振动是否是简谐运动。
七、作业与思考
（一）作业题
1、P167练习三：①②③
2、小聚焦本节练习
（二）思考题
1、如图所示的简谐运动中，物体在第1s内通过的路程是（）
A、5cm
B、10cm
C、15cm
D、20cm
2、做简谐运动的物体的位移—时间曲线如图所示，由图可知，t＝4s时物体的
A、速度为正的最大值，加速度的为零
B、速度为负的最大值，加速度为零
C、速度为零，加速度为正的最大值
D、速度为零，加速度为负的最大值
3、一物体沿x轴做简谐运动，振动图像如图所示，当t＝2s时，振动物体
A、向＋x方向运动，加速度有正的最大值
B、向－x方向运动，加速度有负的最大值
C、向＋x方向运动，速度有最大值
D、向－x方向运动，速度有最大值
4、图9-6为某原点振动图像，从图可知
A、第3秒内质点的位移是－5cm
B、第2秒内和第3秒的动量方向相同
C、第2秒内回复力做正功
D、第2秒内的加速度在逐渐增加
（思考题答案：1、B2、D3、D4、AD）
八、板书设计
三、简谐运动的图像
一、简谐运动图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律。
从图像中可以了解到哪些物理量？
①振幅
②推动的周期T
③某时刻振子的位移大小及方向
④某时刻振子的速度方向
⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线的物理含义
三、振动图像的广泛应用。