高一物理简谐运动的图象三 人教版

1、高一物理简谐运动的图象三第1课时一、教学目标：1正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。2能根据图象直接读出振动的振幅、周期（频率）和任一时刻的位移，分析运动速度和加速度的变化及方向，从而由图象了解物体的运动情况。二、重点难点：1简谐运动图象的物理意义。2简谐运动图象的应用。三、教学方法：实验观察四、教 具：弹簧振子，音叉五、教学过程（一）引入新课 同学们知道，物体的运动规律可以用数学图象来描述。问：“你能说出那些运动图象？”学生讨论后回答：位移图象、速度图象。引导学生说出匀速直线运动的位移s=vt,其图象是一条过原点的直线；初速度为零的匀加速直线运动的位移s=

2、at2/2，其图象是一条过原点的抛物线；匀速直线运动的速度不变，图象是一条平行时间轴的直线；初速度为零的匀加速直线运动的速度vt=at, 其图象是一条过原点的直线.(教师可在黑板上画出相应的图象或让学生到黑板上画出来)虽然简谐运动是较复杂的机械运动，其运动规律也可以用图象表示。本节课我们来讨论简谐运动的图象。【板书】三 简谐运动的图象（或投影）（二）进行新课 中学阶段，我们不讨论简谐运动的速度图象，只讨论简谐运动的位移图象，而且把简谐运动的位移图象叫做简谐运动的振动图象。【板书】1、简谐运动的位移图象振动图象（或投影）简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢？简谐运动的位移指的是什么位移？（相

3、对平衡位置的位移）投影显示课本所示的弹簧振子的频闪照片，引导学生观察。取水平向右为位移的正方向，可得图示各时刻振子相对平衡位置的位移。投影：第一个T/2，(T=1.33s)时间t0t02t03t04t05t06t0位移x/mm-20.0-17.8-10.10.110.317.720.0第二个T/2，时间t6t07t08t09t010t011t012t0位移x/mm20.017.710.30.1-10.1-17.8-20.0图1以纵轴表示位移x,横轴表示时间t,根据表格中的数据在坐标平面上描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，得一条余弦曲线。（在黑板一边画出，如图1）这就是弹簧振子做简谐运动的

4、振动图象.弹簧振子的振动图象，还可以用带毛笔的弹簧振子在匀速移动的纸带(或玻璃板)上画出来。【演示】当弹簧振子振动时，沿垂置于振动方向匀速拉动纸带，毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线。说明：匀速拉动纸带时，纸带移动的距离与时间成正比，纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间，因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向，纸带运动的距离就可以代表时间。介绍这种记录振动方法的实际应用例子：心电图仪、地震仪。（用实物投影仪展示教材上的图片）理论和实验都证明：【板书】（1）简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。让学生思考后回答：振动图象在什么情况下是正弦，什么情况下是余弦？（由开始计时的位置决定）简谐运动的图

5、象是振动物体的运动轨迹吗？（提示：上述实验中振子沿直线运动，图象是曲线）。（2）简谐运动的振动图象表示某个振动物体相对平衡位置的位移随时间变化的规律。【板书】2、从简谐运动的振动图象可以知道振动物体的运动情况。（1）从图象可以知道振幅。（曲线的最大值）（2）从图象可以知道周期（频率）。（曲线相邻两最大值之间的时间间隔）（3）从图象可以知道任一时刻物体对平衡位置的位移，从而确定此时刻物体的位置。让学生读出图1所示图象描述的弹簧振子的振幅、周期，t=6t0时刻的位移及此时振子的位置。（4）借助图象还可以说明振动物体的速度、加速度随时间变化的情况和速度、加速度的方向。引导学生分析上述弹簧振子在3t0

6、6t0时间内，速度和加速度怎么变化，方向如何。指出简谐运动虽然是一种理想化的情况，但研究它具有重要的实际意义和理论意义。图2巩固练习：（投影）弹簧振子的振动图象如图2所示，由图可知：振幅是多少？周期是多少？哪些时刻振子经过平衡位置？哪些时刻振子的速度最大？哪些时刻振子的加速度最大？哪些时间内速度方向沿正方向？哪些时间内加速度沿正方向？作业：阅读课本P165阅读材料乐音和音阶。练习三（1）、（3）两题做在作业本上。练习三（2）题在课本上完成。参考题：图31如图3所示的是某质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是：（ ）质点是从平衡位置开始沿x轴正方向运动的。2s末速度最大，沿x轴的负方向。3s末

7、加速度最大，沿x轴的负方向。质点在4s内的路程是零。2如图3所示是某质点做简谐运动的图象，下列说法中正确的是：（ ）在第1s内，质点做加速运动图4在第2s内，质点做加速运动。在第3内，动能转化为势能。在第4s内，动能转化为势能。3某质点的振动图象如图4所示，开始运动后经0.3s质点第一次到达M点，再经0.2s第二次通过M点，再经_s质点第三次经过M点。说明：1.图象是学习物理的一种重要方法，为了让学生更好地理解振动图象的实质，教材特意用闪光照相的方法描绘振动的图象.这样处理的出发点是想避免以往只用砂摆得出简谐运动的振动图象时，学生易将振动图象中一质点的振动情况和下一章将要学习的波动图象中不同质

8、点的振动情况相混淆的错误.2.为了开阔学生的视野，应多向学生介绍些如课本图98、99所示的振动图象应用的实例，加强学生的应用意识.简谐运动的图象第2课时一、教学目标：通过本节课的复习，进一步熟悉振动图象的物理意义，掌握利用图象解决实际问题的方法，提高解决问题的能力。二、重点难点：理解振动图象的意义，振动图象的应用。三、教学方法：复习提问，讲练结合四、教学过程（一）知识回顾1、简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线，表示某个振动物体相对平衡位置的位移随时间变化的规律。2、从简谐运动的振动图象可以知道振动物体的运动情况。（1）从图象可以知道振幅。（曲线的最大值）（2）从图象可以知道周期（频率）（曲线

9、相邻两最大值之间的时间间隔）。（3）从图象可以知道任一时刻物体对平衡位置的位移，从而确定此时刻物体的位置。（4）借助图象还可以说明振动物体的速度、加速度随时间变化的情况和速度、加速度的方向。（二）例题精讲例. 一弹簧振子做简谐振动，周期为T，则（ ）A. 若t时刻和(tt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则t一定等于T的整数倍B. 若t时刻和(tt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则t一定等于T/2的整数倍。C. 若t=T，则在t时刻和(tt)时刻振子运动的加速度一定相等D. 若t=T/2，则在t时刻(tt)时刻弹簧的长度一定相等。分析解答：画出弹簧振子做简谐振动的图象如图6所示，

10、用图象分析较直观，方便。图中A点与B、E、F、I等点的位移相等，方向相同。A点与E、I等点对应的时刻差为T或T的整数倍；A与B、F等点对应时刻差不为T或T的整数倍，选项A不正确。A点与C、D、G、H等点的振动位移大小相等，方向相反，由图可知，A点与C、G等点对应的时刻差为半周期或半周期的奇数倍；A点与D、H等点对应的时刻差不为半周期或半周期的奇数倍，选项B不正确。如果t时刻和(tt)相差为T，如图中A、E；E、I，则这两个时刻振动情况完全相同，加速度一定相等，选项C正确。如果t时刻和(tt)时刻相差半个周期，如图中A、C；C、E等，则这两个时刻振动的位移大小相等，方向相反，弹簧的形变量大小相同

11、，但一个压缩一个伸长，两弹簧的长度显然不相同，选项D也不正确。点评：质点做简谐运动的情况要和振动图象结合起来，利用简谐运动的图象分析认识简谐运动的周期性变化更直观、方便。(三) 课堂练习1、利用振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（ ）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2、如图所示是质点做简谐运动的图象，则质点振幅是_，周期_，频率为_，振动图象是_开始计时的。3、如图所示是某质点的振动图象（ ）A、t1和t2时刻质点的速度相同B、从t1到t2时间速度方向与加速度方向相同C、t2到t3时间内速度变大，而加

12、速度变小D、t1和t3时刻质点的加速度相同4、做简谐运动的物体，其回复力和位移的关系图是下面所给四个图象中的哪一个？ A B C D5、如图，是一个质点做简谐运动时其位移和时间的关系，由图可知，在t=t1时，质点的有关物理量的情况是（ ）A、速度为正，加速度为负，回复力为负B、速度为正，加速度为正，回复力为正C、速度为负，加速度为负，回复力为正D、速度为负，加速度为正，回复力为负（四） 能力训练6、右图是一个质点的振动图象，从图中可以知道（）A、在t=0时，质点位移为零，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，质点振幅为-5cm，周期为4sD、无

13、论何时，质点的振幅都是5cm，周期都是4s7、下图为一简谐运动图象，如图可知，振动质点的频率是_质点需经过_，通过的路程为0.84m；在图中画出B、D时刻质点的运动方向。8、一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动如图(a)，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，则OB=_，第0.2s末质点的速度方向_，加速度大小_；第0.4s末质点加速度方向是_；第0.7s时，质点位置在_区间，质点从O运动到B再到A需时间t=_，在4S内完成_次全振动。(a)(b) 9、如图所示是一弹簧振子的振动图象，根据图象所给的数据，求：振幅；周期；A、B、C三个位置，哪个位置振子速度最大，哪个位置回复力产生的加速度最大？它们的方向如何？（五） 学习本节内容应注意的问题：振动图象不是质点的运动轨迹，它只是反映质点的位移随时间变化的规律。