第一节 简谐运动(最新教案)
数学高中简谐运动教案
数学高中简谐运动教案
教学内容：简谐运动
教学目标：学生能够理解简谐运动的基本概念、特点和公式，并能够运用所学知识解决相
关问题。
教学重点：简谐运动的定义和特点、简谐振动的周期和频率、简谐振动的能量等内容。
教学难点：简谐振动的相关计算问题。
教学方法：讲授相结合，以实例为主，引导学生进行思维拓展。
教学资源：教科书、PPT等。
教学过程：
一、导入
通过一段视频或图片展示简谐运动的实例，引发学生的兴趣，激发他们对简谐运动的好奇。
二、概念讲解
1. 定义简谐运动，介绍简谐运动的特点。
2. 讲解简谐振动的周期和频率的定义及公式。
3. 介绍简谐振动的能量计算方法。
三、例题讲解
通过几个例题，讲解简谐振动的相关计算，引导学生掌握解题方法。
四、练习
布置一些练习题，让学生巩固所学知识，检验自己的理解程度。
五、总结
对简谐运动相关知识进行总结，梳理重点难点，回顾今天的学习内容。
六、课后作业
布置相关题目作为课后作业，帮助学生深化对简谐运动的理解。
教学反思：
通过本节课的教学，学生能够初步了解简谐运动的基本概念和特点，掌握相关计算方法。
在教学过程中，要注重理论与实际相结合，激发学生的学习兴趣，提高他们的学习主动性和积极性。
高中物理精品教学设计：《简谐运动》教学设计
选择性必修第一册：第二章机械运动第1节《简谐运动》教学设计一、教学分析1.课标分析《简谐运动》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》选择性必修第一册模块中的“机械运动与机械波”主题下的一节内容。
【课程标准要求】：“1.2.1通过实验，认识简谐运动的特征。
能用公式和图像描述简谐运动。
”【课程标准分析】：本节内容是以简谐运动的特征探讨为载体，进一步提升物理学科核心素养，进一步步形成运动与相互作用观念必要的一部分。
在教学中注意联系生产生活实际，从多个角度创设情境，提出有关的问题，引导学生思考讨论，理解简谐运动的特征。
注意联系生活实际，拓展视野，渗透STSE教育，进一步形成对科学和技术应有的正确态度和责任感。
2.内容分析机械振动是较复杂的机械运动，振动的知识在实际生活中有很多应用（如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等），可以使学生联系实际，扩大知识面；同时，也是以后学习波动知识的基础。
因此，学好此章内容，具有承上启下的作用。
《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节，是全章的基础；通过列举生活中的多个实例，通过让学生归纳共同点来引出机械振动的概念；而后运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动，从而从运动学的角度认识弹簧振子。
通过实验得到弹簧振子的位移-时间图像；再通过数据进行分析发现弹簧振子的位移-时间图像时正弦函数。
简谐运动可以根据运动学和动力学特征分别进行定义，本节根据运动学特征给出了简谐运动的定义。
3.学情分析高二的学生已具有运动学和动力学的基本知识，对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识，但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体运动还是第一次遇到，对这种运动模式的运动形式没有抽象认识；很难对较为复杂的运动有清晰的认识。
为此，如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。
在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受，创设学习的良好情景；再引导学生观察、思考、讨论应用描点、描迹法、验证法、拟合法、类比法等科学方法得出初步的简谐运动规律，然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。
大学简谐运动教案
课时：2课时教学目标：1. 理解简谐运动的概念和特点。
2. 掌握简谐运动的描述方法，包括振幅、周期、频率和相位等物理量。
3. 通过实验和实例，加深对简谐运动的理解和应用。
教学重点：1. 简谐运动的概念和特点。
2. 简谐运动的描述方法。
教学难点：1. 理解简谐运动的物理意义。
2. 应用简谐运动解决实际问题。
教学过程：第一课时一、导入1. 通过展示一些简谐运动的实例（如弹簧振子、摆动等），引导学生思考这些运动有什么共同点。
2. 提出问题：如何描述这些运动？二、新课讲解1. 介绍简谐运动的概念：物体在平衡位置附近，受到与位移成正比、方向相反的回复力作用下所做的周期性运动。
2. 讲解简谐运动的物理量：a. 振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。
b. 周期：振动物体完成一次全振动所需的时间。
c. 频率：单位时间内振动物体完成全振动的次数。
d. 相位：描述振动物体在某一时刻所处位置和状态的物理量。
3. 通过公式推导，讲解周期和频率的关系：T = 1/f。
三、实验演示1. 展示弹簧振子实验，引导学生观察并分析振幅、周期、频率和相位等物理量的变化。
2. 通过示波器展示简谐运动的波形图，加深学生对简谐运动的理解。
四、课堂小结1. 总结简谐运动的概念和特点。
2. 强调简谐运动的描述方法。
第二课时一、复习导入1. 复习第一课时所学内容，提问学生简谐运动的概念、物理量等。
2. 引导学生思考简谐运动在实际生活中的应用。
二、新课讲解1. 介绍简谐运动在物理学中的应用：a. 介绍简谐运动在振动系统中的应用，如弹簧振子、摆动等。
b. 介绍简谐运动在声学中的应用，如声波的产生和传播。
c. 介绍简谐运动在光学中的应用，如光的干涉和衍射。
2. 通过实例讲解简谐运动在实际问题中的应用。
三、课堂讨论1. 引导学生讨论简谐运动在生活中的应用，如乐器演奏、建筑结构等。
2. 鼓励学生提出问题，共同探讨。
四、课堂小结1. 总结简谐运动在物理学中的应用。
11.1《简谐运动》教案(1).
简谐运动一、教学目的1、知识与能力:(1认识弹簧振子(2通过观察和分析,理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦曲线,培养分析和概括能力;2、过程与方法:经历对简谐运动运动学特征的探究过程,加深领悟用图像描绘运动的方法;3、情感、态度、价值观:培养学习物理的兴趣,陶冶热爱生活的情操。
二、教学重点:简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义三、教学难点:简谐运动位移——时间图像的建立四、教具:水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。
五、教学过程[引入]今天我们开始学习第十一章机械振动,第一节简谐运动(板书。
首先请大家欣赏一段古筝演奏。
问题1:古筝为什么能够发出声音?(琴弦的振动问题2:还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的?(小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等振动在我们生活中十分常见问题3:能不能再举例一些生活中类似这样的振动?(说话时声带振动等;剧烈而令人恐惧的振动——地震我们实验室也普遍存在这样的振动,请大家仔细观察,演示如:天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。
在我们演示的振动中有水平方向的振动也有竖直方向的振动。
问题4:它们具有共同的特征是什么?(在某一中心位置来回运动,强化“往复”和“周期性”我们把这个中心位置叫做平衡位置(原来静止的位置,标出竖直弹簧振子的平衡位置,把振动的物体叫做振子一、机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动。
简称为振动特点:往复性、周期性简图示意:实际的振动是非常复杂的,大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下,有些很快就停下来,有些振动的幅度正在减弱。
为了研究的方便,我们突出主要矛盾、忽略次要因素,不计一切阻力,简化为理想模型。
我们把像这样由弹簧和振子构成的振动系统称为弹簧振子。
弹簧振子将保持这个幅度永远运动下去。
二、弹簧振子:是理想模型1、条件:振子看做质点;轻质弹簧;不计一切阻力本章从最简单的开始研究,学习怎样描述振动,振动有什么性质。
简谐运动大学物理教案
教学对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解简谐运动的基本概念和特点。
2. 掌握简谐运动的动力学方程和运动学方程。
3. 能够分析简谐运动中的振幅、周期、频率和相位等物理量。
4. 学会运用旋转矢量法描述简谐运动。
教学重点：1. 简谐运动的基本概念和特点。
2. 简谐运动的动力学方程和运动学方程。
3. 旋转矢量法。
教学难点：1. 简谐运动的动力学方程和运动学方程的应用。
2. 旋转矢量法的理解。
教学准备：1. 多媒体课件2. 教学模型（如弹簧振子、单摆等）教学过程：一、导入1. 介绍简谐运动的概念，指出简谐运动在自然界和工程技术中的应用。
2. 引导学生思考：什么是简谐运动？简谐运动有哪些特点？二、基本概念和特点1. 介绍简谐运动的定义：物体在回复力作用下，沿着某一固定直线做周期性运动。
2. 讲解简谐运动的特点：- 恢复力与位移成正比，且方向相反。
- 位移、速度、加速度都是周期性变化的。
- 运动轨迹是直线。
三、动力学方程和运动学方程1. 介绍简谐运动的动力学方程：F = -kx，其中F为恢复力，k为弹簧劲度系数，x为位移。
2. 介绍简谐运动的运动学方程：- 位移方程：x = A cos(ωt + φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。
- 速度方程：v = -Aω sin(ωt + φ)。
- 加速度方程：a = -Aω^2 cos(ωt + φ)。
四、旋转矢量法1. 介绍旋转矢量法的基本原理：用旋转矢量表示简谐运动，矢量的大小表示振幅，矢量与水平轴的夹角表示相位。
2. 讲解旋转矢量法在简谐运动中的应用：- 求解振幅、周期、频率、相位等物理量。
- 分析简谐运动的能量变化。
五、案例分析1. 分析弹簧振子的运动，运用动力学方程和运动学方程求解振幅、周期、频率等物理量。
2. 分析单摆的运动，运用旋转矢量法描述单摆的周期性变化。
六、课堂小结1. 总结简谐运动的基本概念、特点、动力学方程和运动学方程。
2. 强调旋转矢量法在简谐运动中的应用。
物理简谐运动运动教案
物理简谐运动运动教案物理简谐运动运动教案「篇一」9．1 简谐运动一、教学目标：1．知道机械振动是物体机械运动的另一种形式。
知道机械振动的概念。
2．知道什么是简谐运动，理解间谐运动回复力的特点。
3．理解简谐运动在一次全振动过程中加速度、速度的变化情况。
4．知道简谐运动是一种理想化模型，了解简谐运动的若干实例，知道判断简谐运动的方法以及研究简谐运动的意义。
5．培养学生的观察力、逻辑思维能力和实践能力。
二、教学重点：简谐运动的规律三、教学难点：简谐运动的运动学特征和动力学特征四、教学方法：实验演示和多媒体辅助教学五、教具：轻弹簧和小球，水平弹簧振子，气垫式弹簧振子，自制CAI课件，计算机，大屏幕六、教学过程（一）新课引入【演示】演示图1所示实验，在弹簧下端挂一个小球，拉一下小球，引导学生注意观察小球的运动情况。
（培养学生观察实验的能力）提问学生：小球的运动有哪些特点？（引发思考，激发兴趣）学生讨论，然后请一位学生归纳。
（培养学生表达能力）师生共同分析后，抓住“中心两侧”和“往复性”两个基本特征，得出“机械振动”的概念。
师生一起列举生活中有关振动的例子，增强感性认识，进一步提出，“研究振动要从最简单、最基本的振动入手，这就是简谐运动”。
（这实际上是交给学生一种研究问题的方法）（二）进行新课1、简谐运动的特点【演示】演示水平弹簧振子（小球）的振动和气垫式弹簧振子（滑块）的振动（提醒学生注意观察他们振动的时间），（建立理想模型概念，隐含振动产生的条件。
）说明：小球和滑块质量相同，连接的弹簧也相同（为避免这些因素对问题分析的干扰）。
提出问题（由学生思考回答）①、小球和滑块谁振动的时间长？为什么？（观察结果，滑块比小球振动时间长。
原因是小球受摩擦阻力较大，滑块受到的阻力小。
）②、如果小球受到更大的摩擦阻力，其结果如何？（振动时间更短，甚至不振动。
）③、如果把滑块和小球受到的`阻力忽略不计，弹簧的质量比滑块和小球的质量小得多，也忽略不计，其结果如何？（滑块和小球将持续振动。
教案设计 第一节 简谐运动 教案 和 学案
课题: 第二章机械振动第一节简谐运动一、教学目标：1、物理观念：（1）知道弹簧振子理想模型和简谐运动的运动学定义；（2）知道弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线，并理解振动图象的物理意义；（3）理解振动图象“时间轴”的展开过程，会将底片的位移转换成振动时间.2、科学思维和科学探究：（1）引导学生经历探究“弹簧振子振动图象”的过程，发展学生“猜想假设”、“设计实验”、“处理数据”、“分析论证”和“误差分析”的能力，培养学生思维的灵活性和深刻性；（2）引导学生经历误差分析的过程，让学生体验建立物理模型的思想方法.3、态度责任：（1）通过对弹簧振子振动图象的探究，培养学生认真、合作、实事求是的科学态度，同时让学生体验成功探究的快乐，增强学生参与科学探究的兴趣；（2）观察生活事例，了解实际应用，培养热爱科学、乐于探究的品质，增强学生的实践意识.二、教学重点：（1）理解简谐运动图像中位移的含义（2）理解简谐运动图像的物理意思（3）弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线三、教学难点：（1）设计实验方案确定弹簧振子在各个不同时刻位移；（2）论证弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线的思路和方法.四、教学辅助资源各种生活中的振动（不倒翁，振动的直尺）、水平方向弹簧振子（改装滑块）、在竖直方向振动的弹簧振子（铁架台）、弹簧振子频闪照片、力学传感器和辅助软件，电脑，多媒体课件五、教学内容与课堂活动设计第一节简谐运动课前预习学案：1、你在生活中，见过哪些机械振动？2、怎么样的系统是弹簧振子？弹簧振子用到了什么科学方法？建立弹簧振子模型的时候忽略了哪些因素？3、运动的位移指从起始位置指向当前位置的有向线段，弹簧振子的位移的起始位置如何规定的？这样定义有什么好处？4、你可以用什么方法画出弹簧振子的x-t图像？5、猜猜x-t图像满足什么函数规律？详述用那些方法可以证明？第一节简谐运动学案振幅：周期：猜想函数表达式：x=_________________________1 2 3 4 5 选取点坐标单位：t（s）x/格（测量值）x/格（理论值）结论：第二节简谐运动的描述课前预习学案：1、描述匀速直线运动的物理量有__________________________________________；描述匀变速直线运动的物理量有____________________________________________；描述匀速圆周运动的的物理量有______________________________________________;描述简谐振动，可以用哪些物理量来描述呢？__________________________________2、简谐运动并不是圆运动，为什么会出现“ω”这个物理量？（可大胆猜想，可查阅资料，请详述）3、猜猜弹簧振子的周期和哪些因素有关？4、上节课我们已经知道简谐运动的位移时间图像是正弦型曲线，请写出通式。
物理简谐运动教案高中版
物理简谐运动教案高中版
一、教学目标：
1. 理解简谐运动的基本概念；
2. 掌握简谐运动的定义和特点；
3. 掌握简谐振动的运动规律；
4. 理解简谐振动的能量变化规律。
二、教学重点：
1. 简谐运动的定义和特点；
2. 简谐振动的运动规律。
三、教学难点：
1. 掌握简谐振动的能量变化规律。
四、教学过程：
1. 简谐振动的基本概念和定义（10分钟）
- 介绍简谐振动的概念和定义，引导学生了解简谐振动的特点；
- 通过实例演示简谐振动的典型案例，让学生更好地理解简谐振动的物理意义。
2. 简谐振动的运动规律（20分钟）
- 讲解简谐振动的运动方程和运动规律，让学生在数学上理解简谐振动的运动规律；
- 利用实验设备演示简谐振动的实验，让学生亲自感受简谐振动的运动规律。
3. 简谐振动的能量变化规律（15分钟）
- 介绍简谐振动的能量变化规律，让学生了解简谐振动的能量变化过程；
- 利用实验设备演示简谐振动的能量变化过程，让学生更直观地认识简谐振动的能量变化规律。
4. 练习与复习（15分钟）
- 分发练习题，让学生进行练习，加深对简谐振动知识点的理解；
- 对简谐振动的重要概念和运动规律进行复习，巩固学生的学习成果。
五、课堂小结：
通过本节课的学习，同学们对简谐振动的基本概念、定义、特点、运动规律和能量变化规
律有了更深入的理解，同时提高了对简谐振动知识点的掌握和应用能力。
接下来的学习中，我们将继续深入探讨简谐振动的相关内容，为之后的学习打下坚实基础。
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第一节简谐运动
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和位移。
2、知道弹簧振子的位移－时间图象，知道简谐运动及其图象。
（二）过程与方法
通过对简谐运动图象的绘制，认识简谐运动的特点。
（三）情感、态度与价值观
1、通过对简谐运动图象的绘制，培养认真、严谨、实事求是的科学态度。
2、从图象中了解简谐运动的规律，培养分析问题的能力及审美能力（逐步认识客观存在的简洁美、对称美等）。
教学重点：
理解简谐运动的位移－时间图象。
教学难点：
根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向。
教学方法：
实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示
教学用具：
一端固定的钢尺、单摆、音叉、小槌、水平弹簧振子、竖直弹簧振子、CAI 课件
教学过程：
（一）引入新课
在自然界中有一种很常见的运动，如微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、水中浮标的上下浮动、担物行走时扁担的颤动、声带的振动、地震时大地的剧烈振动……，这些物体的运动称之为机械振动，简称振动。
振动是自然界中普遍存在的一种运动形式。
（演示振动实例，建立振动的概念，归纳振动的特点）
演示：一端固定的钢尺、单摆、水平和竖直的弹簧振子、穿在橡皮绳上的塑料球、音叉的叉股等物体的振动
问题：这些物体的运动各不相同，运动轨迹有的是直线，有的是曲线；运动方向
有的在水平方向，有的在竖直方向；物体各部分的运动情况有的相同、有的不同……，那么它们的运动有什么共同特征呢？
归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动。
物体振动时有一个中心位置，如琴弦振动的中心位置就是琴弦静止时或未开始振动时的位置。
这个位置称为平衡位置。
（1）平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置。
（2）机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。
（3）振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。
（用多媒体展示振动的几个实例，在多媒体展示过程中强化“平衡位置”和“往复运动”）
教师：振动是一种新的运动形式。
我们研究问题的方法都是由浅入深、由简到繁的。
简谐运动是机械振动中最简单的运动形式，所以我们下面先来研究简谐运动。
（二）新课教学
1、弹簧振子
演示：水平放置的弹簧振子的振动。
观察、分析、讨论：
①小球原来静止的位置就是平衡位置。
小球在平衡位置附近所做的往复运动，是一种机械振动。
②小球的运动是平动，小球可以看作质点。
③忽略小球与水平杆之间的摩擦，弹簧的质量与小球质量相比也忽略不计，将小球拉离平衡位置后由静止释放，小球能够自由滑动。
这样的系统称为弹簧振子。
演示：竖直方向上弹簧振子的振动。
（引导学生观察、体会弹簧振子的“平衡位置”和“往复运动”，增强感性认识。
）
说明：在中学阶段只研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。
小球称为振子。
弹簧振子是一个理想化的模型，它忽略了一些次要的因
素。
2、弹簧振子的位移－时间图象
教师：要进一步研究弹簧振子的运动规律，我们首先来研究
振子的位移如何变化。
说明：以小球的平衡位置为坐标原点，沿运动方向建立坐标
轴。
规定小球在平衡位置右边时，位移为正，在平衡位置左边时，
位移为负。
教师：用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。
［投影］如图11.1－2。
思考：如何理解这就是振子的位移时间图象，即x-t 图象。
学生：思考、讨论。
发表见解。
因为摄像底片从下向上匀速运动，底片运动的距离与时间成正比。
因此，可用底片运动的距离代表时间轴。
振子的频闪照片反映了不同时刻，振子离开平衡位置的位移。
也就是位移随时间变化的规律。
教师：板画，如图所示。
引导学生观察振子从A →O →A ＇→O →A 的一个循
环，这一循环可分为四个阶段：A →O 、O →A ＇、A ＇→O 、O →A ，分析在这四个阶段中振子位移的变化，并将定
性分析的结论填入表格中。
由A 到O 运动过程中，位移方向由Ｏ→A ，随着振子不断地向O 靠近，位移越来越小。
振子的运动
A →O O →A ′ A ′→O O →A 对O 点位移的方向怎样？大
小如何变化？
向右 减小 向左 增大 向左 减小 向右 增大
总结：
振动物体的位移与运动学中的位移含义不同，振子的位移总是相对于平衡位O A A ′
x x
置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。
因而振子对平衡位置的位移方向始终背离平衡位置。
3、简谐运动及其图象
教师：观察弹簧振子的位移－时间图象，可以发现该图象像数学中学过的何种图象？
学生：正弦曲线。
教师：精确的实验和理论研究表明，弹簧振子的位移随时间按正弦规律变化。
像这样，质点的位移随时间按正弦规律变化的振动，叫做简谐运动。
简谐运动的位移－时间图象为正弦曲线。
简谐运动是机械振动中最简单、最基本的的振动。
弹簧振子的运动就是简谐运动。
教师：怎样来记录振动的图象呢？
演示：在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出的就是小球的振动图象。
教师：介绍这种方法在实际中的重要应用。
如医院里的心电图仪、地震仪中绘制地震曲线的装置等，都用类似的方法记录振动情况。
如图所示。
（三）课堂小结
物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动。
弹簧振子是我们学习的又一个理想化的物理模型。
忽略小球与水平杆之间的摩擦，弹簧的质量与小球质量相比也忽略不计，这样的系统称为弹簧振子。
弹簧振子的位移随时间按正弦规律变化，其位移－时间图象是一条正弦曲线。
这样的振动叫做简谐运动。
简谐运动是机械振动中最简单、最基本的的振动。
（四）布置作业
完成“问题与练习”中的题目。
阅读科学漫步中的短文.。