簡諧運動教案－2022年【新教材】人教版高中物理選擇性必修

教案上課時間：年月日題課第一節(jié)：簡諧運動課型新課時1教學(xué)目標(biāo)1.通過實驗和觀察生活現(xiàn)象，認(rèn)識機(jī)械振動（振動）。會用理想化方法建模彈簧振子模型。2.通過觀察、分析和推理，證明彈簧振子的位移——時間圖像是正弦曲線，會用圖像描述簡諧運動。3.經(jīng)歷探究簡諧運動規(guī)律的過程，培養(yǎng)分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點和形成結(jié)論的科學(xué)探究能力。學(xué)習(xí)重點簡諧運動概念及其圖像學(xué)習(xí)難點模型建模及圖像特點的認(rèn)知，位移總是從平衡位置指向所在位置。位移方向與速度方向不一定總相同。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)（含備注）教學(xué)內(nèi)容引入新課進(jìn)行新課觀察與探究 討論與交流課堂總結(jié)課后作業(yè)（一）引入新課高中階段我們學(xué)過的運動形式有哪些?鐘擺的擺動、水上浮標(biāo)的浮動、不倒翁、在微風(fēng)中樹梢的搖擺等等有什么共同特點？（二）進(jìn)行新課1、機(jī)械振動：平衡位置是振子原來靜止的位置，振子在其附近所做的往復(fù)運動，是一種機(jī)械振動，簡稱振動。2、彈簧+小球——彈簧振子思考：小球怎樣才能持續(xù)運動？小球可以看作質(zhì)點嗎？彈簧各處的速度相等嗎？選擇怎樣的彈簧會使研究的干擾因素較少？理想模型：（1）小球與水平桿之間摩擦不計?？諝庾枇雎圆挥嫞?）彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量小的多，也可忽略不計。（輕質(zhì)彈簧）常見類別：水平方向的彈簧振子與豎直方向的彈簧振子。（演示）3、繪制振子的位移——時間圖像思考：在不同時刻經(jīng)過同一位置，怎樣才能展開空間，從而區(qū)分不同時刻的位置？（１）頻閃照片法（圖片）（２）放電留跡描圖法（視頻）（經(jīng)歷繪制過程，讓學(xué)生體會ｘ－ｔ圖像中各物理量是怎樣在圖中反映出來的）４、探究圖像特征：（1）驗證法假定是正弦曲線，可用刻度尺測量它的振幅和周期，寫出對應(yīng)的表達(dá)式，然后在曲線中選小球的若干個位置，用刻度尺在圖中測量它們的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，代入所寫出的正弦函數(shù)表達(dá)式中進(jìn)行檢驗，看一看這條曲線是否真的是一條正弦曲線。（2）擬合法測量小球在各個位置的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，把測量值輸入計算機(jī)中作出這條曲線，然后按照計算機(jī)提示用一個周期性函數(shù)擬合這條曲線，看一看彈簧振子的位移——時間的關(guān)系可以用什么函數(shù)表示。5、簡諧運動的定義及圖像（1）定義：如果質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象（x-t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運動。簡諧運動是最簡單、最基本的振動。（2）圖像特征：簡諧運動的位移（位置）——時間圖象是正（余）弦曲線。位置坐標(biāo)反映小球相對于平衡位置的位移。強(qiáng)調(diào)：位移總是從平衡位置指向所在位置。位移為正，速度不一定為正。思考：簡諧運動的圖象就是物體的運動軌跡嗎？（3）圖像不是運動軌跡質(zhì)點做的是直線運動，但它的位移隨時間按正弦規(guī)律變化。6、課堂小結(jié)與重點強(qiáng)化（1）物體（或物體的一部分）在它的平衡位置附近所做的往復(fù)運動，就叫做機(jī)械振動。（2）簡諧運動是一種簡單的、基本的振動，許多物體的微小振動都可以看作是簡諧運動，復(fù)雜的振動可以看作簡諧運動的疊加。（3）理想化的物理模型——彈簧振子。彈簧振子在無阻力的理想條件下的運動是簡諧運動。簡諧運動的位移——時間圖象是正（余）弦曲線。。位移總是從平衡位置指向所在位置。7、課堂例題講解：教材:34頁練習(xí)與應(yīng)用2（答案見教材）8、課堂練習(xí)（詳見課件）9、學(xué)習(xí)效果檢測（附后）板書設(shè)計簡諧運動1.機(jī)械振動簡稱振動：往復(fù)運動2.彈簧振子：彈簧+小球3.簡諧運動（1）質(zhì)點的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律（2）x-t圖象是一條正弦曲線，位移總是從平衡位置指向所在位置。（3）彈簧振子運動是簡諧運動。課后反思課后檢測：1．簡諧運動屬于下列運動中的()A．勻速直線運動B．勻加速直線運動C．勻變速直線運動D．非勻變速直線運動答案D2．如圖所示的彈簧振子，O點為它的平衡位置，當(dāng)振子m離開O點，再從A點運動到C點時，振子離開平衡位置的位移是()A．大小為OC，方向向左B．大小為OC，方向向右C．大小為AC，方向向左D．大小為AC，方向向右答案B3(多選)如圖所示是質(zhì)點做簡諧運動的圖像。由此可知()A．t＝0時，質(zhì)點位移、速度均為零B．t＝1s時，質(zhì)點位移最大，速度為零C．t＝2s時，質(zhì)點位移為零，速度負(fù)向最大值D．t＝4s時，質(zhì)點停止運動答案BC4(多選)如圖甲所示，一彈簧振子在A、B間振動，取向右為正方向，振子經(jīng)過O點時為計時時刻，其振動的x-t圖像如圖乙所示，則下列說法正確的是()A．t2時刻振子在A點B．t2時刻振子在B點C．在t1～t2時間內(nèi)，振子的位移在增大D．在t3～t4時間內(nèi)，振子的位移在減小答案AC5.(13分)如圖所示是某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖像，根據(jù)圖像中的信息，回答下列問題：(1)質(zhì)點離平衡位置的最大距離有多大？(2)在s和s兩個時刻，質(zhì)點向哪個方向運動？速度和加速度將增大還是減??？(3)質(zhì)點在第4