高二物理教案：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述

1、13/13高二物理教案：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述【】步入高中 ,相比初中更為緊張的學(xué)習(xí)隨之而來。在此高二物理欄目的小編為您編輯了此文：高二物理教案：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述希望能給您的學(xué)習(xí)和教學(xué)提供幫助。本文題目：高二物理教案：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是在上一節(jié)了解了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移特點(diǎn)的根底上 ,以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)為例 ,學(xué)習(xí)描述振動(dòng)特點(diǎn)的物理量 ,為描述其他振動(dòng)奠定根底。進(jìn)而使學(xué)生了解不同的運(yùn)動(dòng)形式應(yīng)用不同的物理量描述。是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能1.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的含義。2.理解周期和頻率的關(guān)系。3.知道振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率 ,并正確理解與振幅無關(guān)。2.過程與方法通過

2、觀察演示實(shí)驗(yàn) ,總結(jié)頻率與振幅無關(guān) ,培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的概念;相位的物理意義。教學(xué)難點(diǎn):1、振幅和位移的聯(lián)系和區(qū)別、周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別;2、對(duì)全振動(dòng)概念的理解 ,對(duì)振動(dòng)的快慢和振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的快慢的理解; 3、相位的物理意義四、學(xué)情分析學(xué)生學(xué)習(xí)了交流電后對(duì)周期性的運(yùn)動(dòng)應(yīng)由周期與頻率描述并不難接受 ,但對(duì)振幅的意義理解是一個(gè)新問題 ,因此要區(qū)分位移、振幅、路程的概念 ,從而使學(xué)生能夠理解振幅。五、教學(xué)方法思考、講授、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。六、課前準(zhǔn)備彈簧振子、預(yù)習(xí)學(xué)案七、課時(shí)安排 1課時(shí)八、教學(xué)過程(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑學(xué)生答復(fù)預(yù)習(xí)學(xué)案的內(nèi)

3、容 ,提出疑惑(二)精講點(diǎn)撥1.振幅演示：在鐵架臺(tái)上懸掛一豎直方向的彈簧振子 ,分別把振子從平衡位置向下拉不同的距離 ,讓振子振動(dòng)。現(xiàn)象：兩種情況下 ,彈簧振子振動(dòng)的范圍大小不同;振子振動(dòng)的強(qiáng)弱不同。在物理學(xué)中 ,我們用振幅來描述物體的振動(dòng)強(qiáng)弱。(1)物理意義：振幅是描述振動(dòng) 的物理量。(2)定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的 ,叫做振動(dòng)的振幅。(3)單位：在國際單位制中 ,振幅的單位是米(m)。(4)振幅和位移的區(qū)別振幅是指振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離;而位移是振動(dòng)物體所在位置與平衡位置之間的距離。對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng) ,振子的位移是時(shí)刻變化的 ,但振幅是不變的。位移是矢量 ,振幅是標(biāo)量。振幅等于

4、最大位移的數(shù)值。2.周期和頻率(1)全振動(dòng)從O點(diǎn)開始 ,一次全振動(dòng)的完整過程為：OAOAO。從A點(diǎn)開始 ,一次全振動(dòng)的完整過程為：AOAOA。從A點(diǎn)開始 ,一次全振動(dòng)的完整過程為：AOAOA。在判斷是否為一次全振動(dòng)時(shí)不僅要看是否回到了原位置 ,而且到達(dá)該位置的振動(dòng)狀態(tài)(速度)也必須相同 ,才能說完成了一次全振動(dòng)。只有物體振動(dòng)狀態(tài)再次恢復(fù)到與起始時(shí)刻完全相同時(shí) ,物體才完成一次全振動(dòng)。振動(dòng)物體以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程 ,也就是連續(xù)的兩次位置和振動(dòng)狀態(tài)都相同時(shí)所經(jīng)歷的過程 ,叫做一次全振動(dòng)。一次全振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)動(dòng)單元 ,振子的運(yùn)動(dòng)過程就是這一單元運(yùn)動(dòng)的不斷重復(fù)。(2)周期和

5、頻率演示：在兩個(gè)勁度系數(shù)不同的彈簧下掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 ,讓這兩個(gè)彈簧振子以相同的振幅振動(dòng) ,觀察到振子振動(dòng)的快慢不同。為了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢 ,引入了周期和頻率。周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間 ,叫做振動(dòng)的周期 ,單位：s。頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù) ,叫頻率 ,單位：Hz ,1Hz=1 s-1。周期和頻率之間的關(guān)系：T= 1f研究彈簧振子的周期問題：猜測(cè)彈簧振子的振動(dòng)周期可能由哪些因素決定?演示：兩個(gè)不同的彈簧振子(彈簧不同 ,振子小球質(zhì)量也不同) ,學(xué)生觀察到：兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)不同步 ,說明它們的周期不相等。猜測(cè)：影響彈簧振子周期的因素可能有：振幅、振子的質(zhì)量

6、、彈簧的勁度系數(shù)?？记绊氈篴.秒表的正確讀數(shù)及使用方法。b.應(yīng)選擇振子經(jīng)過平衡位置的時(shí)刻作為開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻。c.振動(dòng)周期的求解方法：T= tn ,t表示發(fā)生n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間。d.給學(xué)生發(fā)秒表 ,全班同學(xué)同時(shí)測(cè)講臺(tái)上演示的彈簧振子的振動(dòng)周期。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：彈簧一端固定 ,另一端系著小球 ,讓小球在豎直方向上振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)一：用同一彈簧振子 ,質(zhì)量不變 ,振幅較小與較大時(shí) ,測(cè)出振動(dòng)的周期T1和T1 ,并進(jìn)行比擬。結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與振幅大小 。實(shí)驗(yàn)二：用同一彈簧 ,拴上質(zhì)量較小和較大的小球 ,在振幅相同時(shí) ,分別測(cè)出振動(dòng)的周期T2和T2 ,并進(jìn)行比擬。結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與振子的質(zhì)量

7、,質(zhì)量較小時(shí) ,周期較 。實(shí)驗(yàn)三：保持小球的質(zhì)量和振幅不變 ,換用勁度系數(shù)不同的彈簧 ,測(cè)出振動(dòng)的周期T3和T3 ,并進(jìn)行比擬。結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù) ,勁度系數(shù)較大時(shí) ,周期較 。通過上述實(shí)驗(yàn) ,我們得到：彈簧振子的周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的 和 決定 ,而與 無關(guān)。固有周期和固有頻率對(duì)一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng) ,振動(dòng)的周期和頻率只與振動(dòng)系統(tǒng)本身有關(guān) ,所以把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。3.相位(觀察和比擬兩個(gè)擺長相等的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的情形)演示：將并列懸掛的兩個(gè)等長的單擺(它們的振動(dòng)周期和頻率相同) ,向同一側(cè)拉起相同的很小的偏角同時(shí)釋放 ,讓它們做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

8、在同一方向同時(shí)到達(dá)位移的最大值 ,也同時(shí)同方向經(jīng)過平衡位置 ,兩者振動(dòng)的步調(diào)一致。對(duì)于同時(shí)釋放的這兩個(gè)等長單擺 ,我們說它們的相位相同。演示：將兩個(gè)單擺拉向同一側(cè)拉起相同的很小的偏角 ,但不同時(shí)釋放 ,先把第一個(gè)放開 ,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)再放開第二個(gè) ,讓兩者相差 周期 ,讓它們做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)象：兩者振動(dòng)的步調(diào)不再一致了 ,當(dāng)?shù)谝粋€(gè)到達(dá)另一側(cè)的最高點(diǎn)時(shí) ,第二個(gè)小球又回到平衡位置 ,而當(dāng)?shù)诙€(gè)擺球到達(dá)另一方的最高點(diǎn)時(shí) ,第一個(gè)小球又已經(jīng)返回平衡位置了。與第一個(gè)相比 ,第二個(gè)總是滯后1/4周期 ,或者說總是滯后1/4全振動(dòng)。對(duì)于不同時(shí)釋放的這兩個(gè)等長單擺 ,我們說它們的相位不相同。要詳盡地描述

9、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ,只有周期(或頻率)和振幅是不夠的 ,在物理學(xué)中我們用不同的相位來描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的不同階段。相位是表示物體振動(dòng)步調(diào)的物理量 ,用相位來描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的階段。4.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式(1)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程既然簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線或余弦曲線來表示 ,那么假設(shè)以x代表質(zhì)點(diǎn)對(duì)于平衡位置的位移 ,t代表時(shí)間 ,根據(jù)三角函數(shù)知識(shí) ,x和t的函數(shù)關(guān)系可以寫成公式中的A代表振動(dòng)的振幅 ,叫做圓頻率 ,它與頻率f之間的關(guān)系為：=2公式中的 表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位 ,t=0時(shí)的相位 叫做初相位 ,簡(jiǎn)稱初相。(2)兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差設(shè)兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率

10、相同 ,那么據(jù)=2f ,得到它們的圓頻率相同 ,設(shè)它們的初相分別為 1和 2 ,它們的相位差就是 (t+ 2)-(t+ )= 2- 1討論：個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其相位變化多少就意味著完成了一次全振動(dòng)?(相位每增加2就意味著發(fā)生了一次全振動(dòng))甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差為3/2 ,意味著什么?(甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差為3/2 ,意味著乙總是比甲滯后3/2個(gè)周期或3/2次全振動(dòng))(3)相位的應(yīng)用(三)課堂小結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)特點(diǎn)的物理量：振幅、周期和頻率 ,知道振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量 ,是最大位移的絕對(duì)值 ,標(biāo)量 ,并與振動(dòng)的位移與路程進(jìn)行了比擬 ,知道位移是矢量 ,路程也是標(biāo)量。(四)反思總

11、結(jié) ,當(dāng)堂檢測(cè)(五)布置作業(yè)：?jiǎn)栴}與練習(xí)1、3九、板書設(shè)計(jì)二、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述1、振幅：(1)物理意義：振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量。(2)定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離 ,叫做振動(dòng)的振幅。(3)單位：在國際單位制中 ,振幅的單位是米(m)。(4)振幅和位移的區(qū)別：位移是矢量 ,振幅是標(biāo)量2.周期和頻率(1)全振動(dòng)(2)周期和頻率周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間 ,叫做振動(dòng)的周期 ,單位：s。頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù) ,叫頻率 ,單位：Hz ,1Hz=1 s-1。周期和頻率之間的關(guān)系：T= 1f3.相位描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的不同階段十、教學(xué)反思本節(jié)學(xué)習(xí)了描述

12、簡(jiǎn)諧振動(dòng)特點(diǎn)的物理量：振幅、周期和頻率 ,知道振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量 ,是最大位移的絕對(duì)值 ,標(biāo)量 ,并與振動(dòng)的位移與路程進(jìn)行了比擬 ,知道位移是矢量 ,路程也是標(biāo)量。但對(duì)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性及全面的了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)涉及較少 ,需提提醒同學(xué)進(jìn)行觀察與總結(jié)。11.2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述學(xué)案課前預(yù)習(xí)學(xué)案一、預(yù)習(xí)目標(biāo)1.能說出什么是一次全振動(dòng)、振幅、周期和頻率 ,初步認(rèn)識(shí)位移和振幅的區(qū)別。2.能寫出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1、彈簧振子的振幅振動(dòng)物體離開平衡位置的 叫振幅 , 叫位移。2、周期和頻率叫一次全振動(dòng)。叫振動(dòng)周期 ,物理符號(hào)是T ,單位是s。 叫振動(dòng)頻率 ,物理符號(hào)為f ,單位為Hz。周期與頻率的關(guān)

13、系為 。3、什么是相位、相位差?三、提出疑惑課內(nèi)探究學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能說出振幅的物理意義 ,能說出振幅與位移的區(qū)別。2、能說出振子完成一次全振動(dòng)的特點(diǎn) ,理解周期與頻率的關(guān)系。3、理解相位的物理意義 ,在振動(dòng)方程中能指出各物理量。重點(diǎn)各物理量的意義.難點(diǎn)相位的意義二、學(xué)習(xí)過程(一)振幅、位移、路程1、什么叫振幅?振動(dòng)的強(qiáng)弱與振幅什么關(guān)系?是矢量還是標(biāo)量?2、什么是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移?是矢量還是標(biāo)量?對(duì)應(yīng)時(shí)間還是時(shí)刻?3、什么是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)通過的路程?(二)周期和頻率1、兩次經(jīng)過同一位置之間的時(shí)間間隔是一個(gè)周期嗎?你怎樣理解一個(gè)全振動(dòng)?2、設(shè)計(jì)一種方法較準(zhǔn)確的測(cè)出彈簧振子的振動(dòng)周期 ,改變振幅測(cè)量不

14、同振幅下的振動(dòng)周期 ,并進(jìn)行比擬。(三)相位思考并討論相位的物理意義(四)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式1、寫出正弦函數(shù)的物理表達(dá)式2、寫出表達(dá)簡(jiǎn)諧振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的函數(shù)式3、指出式子中各對(duì)應(yīng)的物理量及各量的物理意義4、寫出式中的與T及f的關(guān)系三、反思總結(jié)四、當(dāng)堂檢測(cè)1、經(jīng)過一個(gè)周期 ,物體走的路程是幾倍的振幅?經(jīng)過半個(gè)周期 ,是否一定走2倍的振幅?1/4個(gè)周期 ,是否一定走一個(gè)振幅?2.右圖中是甲乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖象 ,兩振動(dòng)振幅之比為_ ,頻率之比為_ , 甲和乙的相差為_3、某簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系為：x=0.1sin(100 )cm, 由此可知該振動(dòng)的振幅是_cm ,頻率是 Hz ,零時(shí)刻振動(dòng)

15、物體的速度與規(guī)定正方向_(填相同或相反).4、有一個(gè)在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子 ,第一次用力把彈簧壓縮x后釋放 ,第二次把彈簧壓縮2x后釋放 ,那么先后兩次振動(dòng)的周期和振幅之比分別為多少?5、彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置 ,在B、C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧振動(dòng) ,B、C相距20cm ,某時(shí)刻振子處于B點(diǎn) ,經(jīng)過0.5s ,振子首次到達(dá)C點(diǎn) ,求：(1)振子的周期和頻率 (2)振子在5s末的位移的大小(3)振子5s內(nèi)通過的路程課后練習(xí)與提高1.關(guān)于振幅的各種說法 ,正確的選項(xiàng)是( )A. 振幅是振子離開平衡位置的最大距離B. 振幅大小表示振動(dòng)能量的大小C. 振幅有時(shí)為正 ,有時(shí)為負(fù)D. 振幅大 ,振動(dòng)物體的最大

16、加速度也一定大2.振動(dòng)的周期就是指振動(dòng)物體( )A. 從任一位置出發(fā)又回到這個(gè)位置所用的時(shí)間B. 從一個(gè)最大偏移位置運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)最大偏移位置所用的時(shí)間C. 從某一位置出發(fā)又以同一運(yùn)動(dòng)方向回到這個(gè)位置所用的時(shí)間D. 經(jīng)歷了兩個(gè)振幅的時(shí)間E. 經(jīng)達(dá)了四個(gè)振幅的時(shí)間3.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體 ,當(dāng)物體的位移為負(fù)值時(shí) ,下面說法正確的選項(xiàng)是 A.速度一定為正值 ,加速度一定為負(fù)值B.速度一定為負(fù)值 ,加速度一定為正值C.速度不一定為正值 ,加速度一定為正值D.速度不一定為負(fù)值 ,加速度一定為正值4.小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ,那么下述說法正確的選項(xiàng)是 B.小球的加速度大小與位移成正比 ,方向相反C.小球的速度大小與位

17、移成正比 ,方向相反D.小球速度的大小與位移成正比 ,方向可能相同也可能相反5.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖2所示 ,質(zhì)點(diǎn)在哪兩段時(shí)間內(nèi)的速度與加速度方向相同 A.00.3s和0.30.6sB.0.60.9s和0.91.2sC.00.3s和0.91.2sD.0.30.6s和0.91.2s6、兩個(gè)同周期簡(jiǎn)諧振動(dòng)曲線如下圖.x1的相位比x2的相位(A) 落后/2. (B) 超前.(C) 落后. (D) 超前.7、某簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)曲線如下圖 ,位移的單位為厘米 ,時(shí)間單位為秒.那么此簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振動(dòng)方程為：(A) .(B) .(C) .(D) .(E) .8、 一個(gè)作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) ,先后以同樣大小的速度通過相距10cm的A、 B兩點(diǎn) ,歷時(shí)0.5s(圖5-7).過B點(diǎn)后再經(jīng)過t=0.5s質(zhì)點(diǎn)以方向相反、大小相同的速度再次通過B點(diǎn) ,那么質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是 A.0.5s.B.1.0s.C.2.0s.D.4.0s.參考答案當(dāng)堂檢測(cè)1、4倍、是、不是。 21 ,11 ,/2。 3、0.1 ,相反 ,504、