第一篇：《§11.1簡諧運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計

《§11.1簡諧運(yùn)動》教學(xué)設(shè)計

平安一中

魯占才

【教材分析】

簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本、最有規(guī)律性的機(jī)械振動，通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生既了解到機(jī)械振動的基本特點(diǎn)，又體會到振動這種運(yùn)動形式較直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動都要復(fù)雜。

在本節(jié)教材中研究彈簧振子的振動情況時，忽略了摩擦力和彈簧的質(zhì)量，應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)真領(lǐng)會這種理想化的方法。

本節(jié)教材包括以下知識點(diǎn)：機(jī)械振動、彈簧振子及其運(yùn)動特點(diǎn)、簡諧運(yùn)動。

平衡位置只是回復(fù)力為零，合力不一定是零。

【教學(xué)目標(biāo)】

（一）知識與技能

（1）了解什么是機(jī)械振動、簡諧運(yùn)動；知道機(jī)械振動是物體機(jī)械運(yùn)動的另一種形式。

（2）知道簡諧運(yùn)動是一種理想化模型，知道什么是簡諧運(yùn)動，知道判斷簡諧運(yùn)動的方法。

（3）正確理解簡諧運(yùn)動圖象的物理含義，知道簡諧運(yùn)動的圖象是一條正弦或余弦曲線。

（二）過程與方法

通過觀察演示實驗，概括出機(jī)械振動的特征，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、概括能力

（三）情感、態(tài)度與價值觀 通過觀察演示實驗，培養(yǎng)學(xué)生探究精神。滲透物理學(xué)方法的教育，運(yùn)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——彈簧振子，研究彈簧振子在理想條件下的振動。

【教學(xué)重點(diǎn)】

機(jī)械振動的概念及簡諧運(yùn)動位移---時間圖像的描繪和特點(diǎn)。

【教學(xué)難點(diǎn)】

(1)偏移平衡位置的位移與運(yùn)動學(xué)中的位移概念容易混淆。(2)物體做簡諧運(yùn)動圖像的描繪。

【教學(xué)方法】

實驗演示、討論與歸納、多媒體模擬展示

【教具準(zhǔn)備】

氣墊式水平彈簧振子、CAI課件

【課時安排】

1課時

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課

提問學(xué)習(xí)過的運(yùn)動類型及研究方法。

演示：鐘擺、樹枝、樂器等物體的振動，設(shè)問：還有哪些物體如此運(yùn)動運(yùn)動？學(xué)生舉例。問題：這些物體的運(yùn)動有什么共同特征呢？學(xué)生回答，教師總結(jié)，并導(dǎo)入新課。

二、新課教學(xué)

1、機(jī)械振動

歸納：物體振動時有一中心位置，物體(或物體的一部分)在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動。

(1)平衡位置：物體振動時的中心位置，振動物體未開始振動時相對于參考系靜止的位置叫平衡位置。

(2)機(jī)械振動：物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動，叫做機(jī)械振動，通常簡稱為振動。

(3)振動特點(diǎn)：振動是一種往復(fù)運(yùn)動，具有周期性和重復(fù)性。講解課件例題1，鞏固和加深理解。

2、彈簧振子

研究振動也要從最簡單、最基本的振動著手。簡諧運(yùn)動就是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡諧運(yùn)動。

彈簧振子（理想化模型）

演示：氣墊彈簧振子中滑塊的振動。觀察、分析、討論：

①小球和滑塊的運(yùn)動都是平動，可以看作質(zhì)點(diǎn)。

②彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小球和滑塊的質(zhì)量，可以忽略不計。③忽略摩擦。

一個輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個質(zhì)點(diǎn)，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個彈簧振子。說明：在中學(xué)階段只研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運(yùn)動。小球或滑塊稱為振子。彈簧振子是一個理想化的模型，它忽略了一些次要的因素。

3、彈簧振子的位移----時間圖像（1）位移

提問：什么是位移？

強(qiáng)調(diào)機(jī)械振動中位移是指相對于平衡位置的位移，即

物體的初位置為平衡位置。例題分析：物體做機(jī)械振動時，位移的確定，并指出位移有正負(fù)之分。

（2）彈簧振子的位移時間圖像的描繪。

利用多媒體課件，學(xué)生動手畫出相應(yīng)圖像，與教師對比。討論分析：①圖像特點(diǎn)

②相應(yīng)的應(yīng)用（3）圖像畫法的實際應(yīng)用

多媒體展示。

4、簡諧運(yùn)動

定義法給出簡諧運(yùn)動的概念，分析概念，提問定義給出信息，強(qiáng)化理解。并舉例判斷是否為簡諧運(yùn)動。

三、小結(jié)及板書設(shè)計

一、機(jī)械振動：

1、定義:物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動.2、特點(diǎn):對稱性;周期性.二、彈簧振子模型：

1.小球看成質(zhì)點(diǎn);2.忽略彈簧質(zhì)量;3.忽略摩擦力

三、振動圖像(x--t圖象)

橫坐標(biāo)t—時間;縱坐標(biāo)x—偏離平衡位置的位移.物理意義：描述物體的位移隨時間變化的規(guī)律。

四、簡諧運(yùn)動：

1、定義:質(zhì)點(diǎn)的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動.2、圖象:是一條正弦曲線.四、作業(yè)

P4問題與練習(xí)2、3

第二篇：簡諧運(yùn)動_說課稿

資中縣中學(xué)物理教學(xué)專業(yè)委員會

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第三篇：簡諧運(yùn)動教案

人類生活在運(yùn)動的世界里,振動就是其中一種較為常見的形式,如圖所示的鐘表利用了鐘擺的振動來進(jìn)行計時,蹦極運(yùn)動的運(yùn)動員利用彈性繩沿豎直方向上下運(yùn)動,琴弦的振動讓人們欣賞到優(yōu)美的音樂,地震可能會給人類帶來巨大的災(zāi)難??振動現(xiàn)象比比

皆是,與我們的生活密切相關(guān)。因此,認(rèn)識并理解振動,掌握物體振動的規(guī)律很有必要。

振動的物體千姿百態(tài),各物體的振動情況也不盡相同,不可能對所有物體的振動規(guī)律全部描述一遍,但我們?nèi)杂醚芯繂栴}的基本方法來研究振動——將復(fù)雜的振動看成幾個簡單振動的合振動。在本章中,我們著重分析兩種最簡單的振動模型,學(xué)習(xí)如何描述振動,掌握兩種簡單振動模型所具有的性質(zhì)。

課時11.1 簡 諧 運(yùn) 動

1.知道什么是彈簧振子,領(lǐng)會彈簧振子是理想化模型。

2.通過觀察和分析,理解簡諧運(yùn)動的位移—時間圖象是一條正弦曲線。

3.經(jīng)歷對簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征的探究過程,加深領(lǐng)悟用圖象描繪運(yùn)動的方法。

重點(diǎn)難點(diǎn):理解簡諧運(yùn)動的概念,理解簡諧運(yùn)動位移—時間圖象的意義。

教學(xué)建議:對于本節(jié)課的教學(xué),首先通過學(xué)生身邊和生活中實際的例子引出振動的概念;而后按從簡單到復(fù)雜、從特殊到一般的思路,從運(yùn)動學(xué)的角度認(rèn)識彈簧振子,通過演示實驗得出彈簧振子的振動圖象;再通過數(shù)據(jù)分析揭示出彈簧振子的位移—時間圖象是正弦曲線,然后從其運(yùn)動學(xué)特征給出簡諧運(yùn)動的定義,并進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識簡諧運(yùn)動是一種較前面所學(xué)的直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動更復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動;最后回歸生活和應(yīng)用舉例,使學(xué)生知道機(jī)械振動是一種普遍的運(yùn)動形式。

導(dǎo)入新課:隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國高層建筑與超高層建筑越來越多。高層建筑受地面震動和風(fēng)力的影響較大,其力學(xué)穩(wěn)定性很重要。建筑受到風(fēng)荷載的作用,高度增加,橫向振幅增大。例如,100層建筑橫向振幅達(dá)1 m左右。從本節(jié)開始,我們要學(xué)習(xí)物體振動所遵循的規(guī)律。

1.彈簧振子

(1)平衡位置:做往復(fù)運(yùn)動的物體原來①靜止時的位置叫作平衡位置。

(2)機(jī)械振動:物體(或者物體的一部分)在②平衡位置附近所做的③往復(fù)運(yùn)動,叫作機(jī)械振動,簡稱④振動。

(3)彈簧振子:把一個有孔的小球裝在彈簧的一端,彈簧的另一端固定,小球穿在⑤光滑的桿上,能夠自由滑動,兩者之間的⑥摩擦可以忽略,彈簧的⑦質(zhì)量與小球相比也可以忽略。把小球拉離平衡位置后放開,小球便做機(jī)械振動,這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。

2.彈簧振子的位移—時間圖象

用橫坐標(biāo)表示振子運(yùn)動的⑧時間,縱坐標(biāo)表示振子運(yùn)動的⑨位移,然后用頻閃照相法可以得到振子在⑩平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動的位移—時間圖象。

3.簡諧運(yùn)動及其圖象

(1)簡諧運(yùn)動:如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的關(guān)系遵從 正弦函數(shù)的規(guī)律,即它的振動圖象是一條 正弦曲線,這樣的振動叫作簡諧運(yùn)動。

(2)簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本的振動,彈簧振子的振動就是 簡諧運(yùn)動。

1.彈簧振子作為物理模型忽略了哪些因素?

解答:彈簧振子是一個不考慮摩擦阻力,不考慮彈簧的質(zhì)量,不考慮振子的大小和形狀的理想化的物理模型。

2.振動圖象是一種怎樣的圖象?

解答:振動圖象表示振子的位移隨時間變化的規(guī)律,即位移—時間圖象,也叫振動曲線。

3.簡諧運(yùn)動的振動圖象具有什么特點(diǎn)?

解答:理論和實驗證明,所有簡諧運(yùn)動的振動圖象都是正弦或余弦曲線。

主題1:機(jī)械振動的特征

問題:(1)機(jī)械振動的軌跡一定是直線嗎?若不是,請討論后舉例說明。

(2)做機(jī)械振動的物體,其空間位置隨時間的推移有何規(guī)律?

(3)做機(jī)械振動的物體離開平衡位置后受力有何特點(diǎn)?力的作用效果是什么?

解答:(1)不一定;光滑小球在一個碗的底部的往復(fù)運(yùn)動屬于機(jī)械振動,但軌跡是曲線。

(2)空間位置隨時間的推移具有往復(fù)性的變化規(guī)律。

(3)受到一個指向平衡位置的力;力的作用效果是使物體回到平衡位置。

知識鏈接:振動的物體可能做直線運(yùn)動,也可能做曲線運(yùn)動。

主題2:簡諧運(yùn)動中的位移

情景:

圖示為放在光滑水平面上在a、b間運(yùn)動的彈簧振子。

問題:(1)小球從o運(yùn)動到b的過程中和從b運(yùn)動到o的過程中途經(jīng)c時,其相對平衡位置的位移

(填“相同”或“不相同”),所受合外力

(填“相同”或“不相同”)。

(2)若c點(diǎn)和d點(diǎn)關(guān)于位置o對稱,則小球在c點(diǎn)和d點(diǎn)的位移有什么關(guān)系?與小球的速度方向有關(guān)嗎?

解答:(1)相同 相同

(2)位移大小相等,方向相反;與小球速度無關(guān)。

知識鏈接:簡諧運(yùn)動中的位移更像是某時刻振子的位置,是指相對平衡位置的位移,與振子的速度方向無關(guān)。

主題3:簡諧運(yùn)動中的速度

情景:如圖所示的彈簧振子,小球在水平方向做簡諧運(yùn)動,o點(diǎn)為小球的平衡位置,a、b為其左右兩端的最大位移位置。

問題:(1)小球由o點(diǎn)向a點(diǎn)和由o點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動的過程中,小球的速度如何變化?

(2)同理分析小球由a點(diǎn)到o點(diǎn)和由b點(diǎn)到o點(diǎn)運(yùn)動的過程中速度的變化情況,總結(jié)出簡諧運(yùn)動中小球速度的變化特點(diǎn)。

解答:(1)小球由o點(diǎn)向a點(diǎn)和由o點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動的過程中,小球的速度均逐漸變小。

(2)小球由a點(diǎn)到o點(diǎn)和由b點(diǎn)到o點(diǎn)運(yùn)動的過程中,速度均逐漸變大;在簡諧運(yùn)動中,小球離開平衡位置的過程速度變小,靠近平衡位置的過程速度變大。

知識鏈接:做簡諧運(yùn)動的物體,在平衡位置處速度最大,最大位移處速度為零。

主題4:振動圖象

情景:在運(yùn)動學(xué)中,我們曾用x-t圖象直觀地描述了物體運(yùn)動的位移和時間的關(guān)系。做簡諧振動的小球離開平衡位置的位移在不斷變化,那么我們也可以用x-t圖象來描述做簡諧振動的物體離開平衡位置的位移和時間的關(guān)系。

問題:(1)觀察圖甲,并認(rèn)真分析。在繪制彈簧振子的x-t圖象的過程中采用了何種物理方法?為什么要讓紙條勻速運(yùn)動?請說明繪制出的圖象的物理意義。

甲

乙

(2)圖乙為某彈簧振子的位移圖象,若此圖象為正弦曲線,則彈簧振子的振動周期為多少?振動過程中振子離開平衡位置的最大位移為多少?根據(jù)數(shù)學(xué)知識寫出此正弦函數(shù)的方程式。

解答:(1)描跡法;讓紙條勻速運(yùn)動是為了把振子經(jīng)歷的時間均勻地展開;繪制出的圖象表示振子在各個時刻離開平衡位置的位移。

(2)2π s;10 cm;y=10sin t(cm)。

知識鏈接:通過振動圖象可以知道振子離開平衡位置的最大距離和振動周期,還可以根據(jù)圖象走勢判斷振子某時刻的速度方向。

1.(考查簡諧運(yùn)動中各物理量的變化規(guī)律)一彈簧振子在水平面內(nèi)做簡諧運(yùn)動,當(dāng)振子每次經(jīng)過非平衡位置的同一位置時,不一定相同的物理量是()。

a.速度

b.合力

c.位移

d.加速度

【解析】只要振子離開平衡位置,其位移一定由平衡位置指向振子所在的位置;所受彈簧的彈力(即合力)一定指向平衡位置,加速度也指向平衡位置,而且同一位置大小一定;速度大小雖然一定,但方向可能指向平衡位置,也可能背離平衡位置,所以方向不一定相同。b、c、d錯,a選項正確。

【答案】a

【點(diǎn)評】做簡諧運(yùn)動的物體經(jīng)過同一位置時,可能正遠(yuǎn)離平衡位置,也可能正靠近平衡位置,速度方向不同,但位移、合力、加速度的方向都相同。

2.(考查簡諧運(yùn)動的位移)如圖所示,o點(diǎn)是彈簧振子的平衡位置,當(dāng)振子由a向o運(yùn)動時,下列說法中正確的是()。

a.振子的位移在減小

b.振子的運(yùn)動方向向左

c.振子的位移方向向左

d.振子的位移大小在增大

【解析】由于振子在o點(diǎn)的右側(cè)由a向o運(yùn)動,所以振子的位移方向向右,且大小在不斷減小,故正確答案為a、b。

【答案】ab

【點(diǎn)評】對于簡諧運(yùn)動,位移的參考點(diǎn)均是平衡位置。

3.(考查從圖象讀取信息的能力)在彈簧振子的小球上安置一記錄用的鉛筆p,在下面放一條白紙帶,當(dāng)小球振動時沿垂直于振動方向勻速拉動紙帶,鉛筆p就在紙帶上畫出一條振動曲線。若振動曲線如圖所示,假設(shè)向右為正方向,則下列說法正確的是()。

a.振子偏離平衡位置的最大距離為10 cm

b.1 s末到2 s末振子速度方向為負(fù)

c.2.5 s末和3.5 s末振子的位移相同,運(yùn)動方向也相同

d.振子在4.5 s時所受的合力為正

【解析】由圖象可知,a對;1 s末到2 s末振子的位移越來越小,且正向平衡位置運(yùn)動,速度為負(fù),b對;2.5 s末和3.5 s末振子的位移相同,但速度方向相反,c錯;由圖象可知,振子在4.5 s時所受合力方向指向平衡位置,為負(fù),d錯。

【答案】ab

【點(diǎn)評】要注意根據(jù)位移的變化趨勢判斷速度方向。

4.(考查由圖象確定加速度的方向)在水平方向上做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)其振動圖象如圖所示,假設(shè)向右為正方向,則物體正在向右加速的時間是()。

a.0~1 s b.1 s~2 s

c.2 s~3 s d.3 s~4 s

【解析】物體向右加速說明物體正在從負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動,根據(jù)圖象可以判斷在3 s~4 s內(nèi)物體向右做加速運(yùn)動,d正確。

【答案】d

【點(diǎn)評】要注意向右運(yùn)動與向右加速運(yùn)動的時間段不同。

拓展一:簡諧運(yùn)動的平衡位置、位移變化規(guī)律和速度變化規(guī)律

1.如圖所示,在一個豎直懸掛的輕彈簧下方掛一個小球做成一個彈簧振子,在o處彈簧處于自然狀態(tài),懸掛小球后小球可靜止于o'處。將小球拉到b處后放手,小球即可在a、b之間往復(fù)運(yùn)動,若小球從b處返回到平衡位置的過程中途徑c處,則下列說法中正確的是()。

a.o為平衡位置

b.小球從b處返回到平衡位置的過程中經(jīng)c處時速度方向向上

c.小球從b處返回到平衡位置的過程中經(jīng)c處時所受合力方向向上

d.小球從b處返回到平衡位置的過程中經(jīng)c處時離開平衡位置的位移方向向上

【分析】確定平衡位置是解答本題的關(guān)鍵。注意平衡位置是振動前小球靜止的位置,也就是合力為零的位置。在簡諧運(yùn)動問題中,質(zhì)點(diǎn)的位移都是相對于平衡位置而言的。

【解析】小球在平衡位置時所受合力為0,o'為平衡位置,a選項錯誤;小球從b處返回到平衡位置的過程中向o'運(yùn)動,速度方向向上,b正確;小球在c處時所受彈簧的彈力向上,且大于重力,合力方向向上,c對;小球在c處時離開平衡位置的位移為o'c,方向向下,d選項錯誤。

【答案】bc

【點(diǎn)撥】平衡位置一定是振子沿運(yùn)動方向所受合力為零的位置;位移一定要抓住“離開平衡位置的位移”這個要點(diǎn);運(yùn)動方向即為速度方向。

拓展二:簡諧運(yùn)動圖象的有關(guān)問題

2.某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,其位移隨時間變化的圖象如圖所示,則質(zhì)點(diǎn)()。

a.第1 s末與第3 s末的位移相同

b.第1 s末與第3 s末的速度相同

c.4 s末至8 s末路程為10 cm

d.3 s末至5 s末速度方向不變

【分析】從振動圖象可以看出各時刻位移的大小、正負(fù)以及變化情況。判斷位移是否相同時一定要看其大小、方向是否都相同;簡諧運(yùn)動的速度具有對稱性,位移大小相同的位置速度大小也相等,但速度方向要根據(jù)位移的變化來判斷。

【解析】由圖象可以看出,t=1 s和t=3 s兩時刻位移相同,a選項正確;第1 s末和第3 s末的速度方向不同,b選項錯誤;仍由圖象可知,4 s末至8 s末質(zhì)點(diǎn)路程為s=2×5 cm=10 cm,c選項正確;3 s末至5 s末速度方向不變,d選項正確。

【答案】acd

【點(diǎn)撥】將位移圖象和振動物體的位移變化情況一一對應(yīng)是解決圖象問題的關(guān)鍵,要能在位移圖象中準(zhǔn)確地找出振動物體在平衡位置和離開平衡位置的最大距離處的時刻。

第四篇：11.1簡諧運(yùn)動教案

第一章：機(jī)械振動

鐘擺的運(yùn)動給人們提供了一種計時的方法，共振篩的運(yùn)用提高了人們的勞動效率，車箱與車軸間的減振板使車輛的運(yùn)動更加平穩(wěn)，聲帶的振動可使我們通過語言交流思想感情，地震則可能給人類帶來巨大的災(zāi)難.振動是一把雙刃劍，由此可見學(xué)習(xí)機(jī)械振動的重要性.振動是一種運(yùn)動的形式，并不僅僅局限于力學(xué)，在電學(xué)中同樣有它的身影，這在3－2教材中已經(jīng)有過體現(xiàn)，通過本章的學(xué)習(xí)你將融會貫通.1.1 簡諧運(yùn)動

1.※知道簡諧運(yùn)動的概念

2.※理解簡諧運(yùn)動的位移時間圖象，并能解決相關(guān)問題

振動現(xiàn)象在自然界中廣泛存在.鐘擺的擺動、水中浮標(biāo)的上下浮動、擔(dān)物體行走時扁擔(dān)下物體的顫動、樹梢在微風(fēng)中的搖擺等都是振動，振動與我們的生活密切相關(guān).那么我們應(yīng)怎樣研究振動呢？

一.機(jī)械振動

(1)定義：物體(或物體的一部分)在某一中心位置附近的往復(fù)運(yùn)動，叫機(jī)械振動，簡稱振動.(2)特征：

第一，有一個“中心位置”，即平衡位置，也是振動物體靜止時的位置； 第二，運(yùn)動具有往復(fù)性.二.彈簧振子

1.彈簧振子：彈簧振子是指小球和彈簧所組成的系統(tǒng)，是一種理想化模型.彈簧的質(zhì)量比小球的質(zhì)量小得多，可以認(rèn)為質(zhì)量集中于振子(小球)；與彈簧振子相連的小球體積足夠小，可以認(rèn)為小球是一個質(zhì)點(diǎn)；忽略彈簧以及小球與水平桿之間的摩擦力；小球從平衡位置拉開的位移在彈性限度內(nèi).1

2.彈簧振子的振動圖象

：如圖所示，在彈簧振子的小球上安置一記錄用的毛筆P，在下面放一白紙帶，當(dāng)小球振動時沿垂直于振動方向勻速拉動紙帶，毛筆P就在紙帶上畫出一條振動曲線，此曲線有什么特征？為什么？

(1)形狀：正(余)弦曲線，如圖所示.(2)物理意義：表示振動的質(zhì)點(diǎn)在不同時刻偏離平衡位置的位移，是位移隨時間的變化規(guī)律.(3)獲取信息：

①任意時刻質(zhì)點(diǎn)的位移的大小和方向.如下圖所示，質(zhì)點(diǎn)在t1、t2時刻的位移分別為x1和－x2.②任意時刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向：看下一時刻質(zhì)點(diǎn)的位置，如下圖中a點(diǎn)，下一時刻離平衡位置更遠(yuǎn)，故a此刻向上振動.c點(diǎn)，下一時刻離平衡位置更遠(yuǎn)，故c此刻向下振動.③任意時刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度、位移的變化情況及大小比較：看下一時刻質(zhì)點(diǎn)的位置，判斷是遠(yuǎn)離還是靠近平衡位置，若遠(yuǎn)離平衡位置，則速度越來越小，加速度、位移越來越大，若靠近平衡位置，則速度越來越大，加速度、位移越來越小，如圖中b，從正位移向著平衡位置運(yùn)動，則速度為負(fù)且增大，位移、加速度正在減小，c從負(fù)位移遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動，則速度為負(fù)且減小，位移、加速度正在增大.3.簡諧運(yùn)動

(1)定義：如果質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動.(2)特點(diǎn)：

①簡諧運(yùn)動是最基本、最簡單的振動.②簡諧運(yùn)動的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，所以它不是勻變速運(yùn)動，是變力作用下的變加速運(yùn)動.2 即學(xué)即用

彈簧上端固定在O點(diǎn)，下端連接一小球，組成一個振動系統(tǒng)，如圖所示，用手向下拉一小段距離后釋放小球，小球便上下振動起來，下列說法正確的是()

A.小球運(yùn)動的最低點(diǎn)為平衡位置 B.彈簧原長時的位置為平衡位置 C.球速為零的位置為平衡位置 D.小球原來靜止時的位置為平衡位置

解析：平衡位置是振動系統(tǒng)不振動，振子受力平衡時所處的位置，此時彈簧處于伸長狀態(tài)，故D正確，B錯誤；球在平衡位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動到最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時球速都為零，但這兩點(diǎn)并不是平衡位置，故A、C錯誤.答案：D 如圖所示的彈簧振子，O點(diǎn)為它的平衡位置，當(dāng)振子m離開O點(diǎn)，再從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)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：B 解析：振子離開平衡位置，以O(shè)點(diǎn)為起點(diǎn)，C點(diǎn)為終點(diǎn)，位移大小為OC，方向向右.如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動.取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()

A.t＝0.4s時，振子的速度方向向右 B.t＝0.8s時，振子在O點(diǎn)和B點(diǎn)之間

C.t＝0.6s和t＝1.2s時刻，振子的速度完全相同 D.t＝1.5s到t＝1.8s的時間內(nèi)，振子的加速度逐漸減小 答案：D 解析：t＝0.4s時，振子的速度向左，A錯誤；t＝0.8s時，振子在OA之間，B錯；t＝0.6s和t＝1.2s時刻振子的速度方向相反，C錯；t＝1.5s到t＝1.8s時間內(nèi)振子從B運(yùn)動到O，加速度逐漸減小，D正確.一彈簧振子沿x軸在[－4,4]區(qū)間振動，振子的平衡位置在x軸上的O點(diǎn).圖1中的a、b、c、d為 4個不同的振動狀態(tài)：黑點(diǎn)表示振子的位置，黑點(diǎn)上的箭頭表示運(yùn)動的方向.圖2給出的①②③④4條振動圖線，可用于表示振子的振動圖象.則()

A.若規(guī)定狀態(tài)a時t＝0，則圖象為① B.若規(guī)定狀態(tài)b時t＝0，則圖象為② C.若規(guī)定狀態(tài)c時t＝0，則圖象為③ D.若規(guī)定狀態(tài)d時t＝0，則圖象為④

解析：a點(diǎn)t＝0時刻位移為3，由①振動圖線可知a向x正方向運(yùn)動，則選項A正確.b點(diǎn)t＝0時刻位移為2，②振動圖象不在位移2處，選項B錯.c點(diǎn)t＝0時位移為－2，向x負(fù)方向運(yùn)動，而③振動圖線向x正方向運(yùn)動，選項C錯.d點(diǎn)t＝0時，位移為－4，與④振動圖線一致，據(jù)振動的對稱性該質(zhì)點(diǎn)一定能達(dá)到＋4位置.但圖象上只到＋3位置，所以選項D不正確.答案：A 點(diǎn)評：這類題關(guān)鍵在于明確t＝0時的位移及速度的方向，能夠從一維坐標(biāo)中找出有用信息，然后畫出x－t圖象.4

第五篇：11.1《簡諧運(yùn)動》教案

簡諧運(yùn)動

一、教學(xué)目的

1、知識與能力：（1）認(rèn)識彈簧振子（2）通過觀察和分析，理解簡諧運(yùn)動的位移——時間圖像是一條正弦曲線，培養(yǎng)分析和概括能力；

2、過程與方法：經(jīng)歷對簡諧運(yùn)動運(yùn)動學(xué)特征的探究過程，加深領(lǐng)悟用圖像描繪運(yùn)動的方法；

3、情感、態(tài)度、價值觀：培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣，陶冶熱愛生活的情操。

二、教學(xué)重點(diǎn)：簡諧運(yùn)動位移——時間圖像的建立及圖像的物理含義

三、教學(xué)難點(diǎn)：簡諧運(yùn)動位移——時間圖像的建立

四、教具：水平彈簧振子、豎直彈簧振子、單擺、振鈴、托盤天平、物體平衡儀、音叉、乒乓球等。

五、教學(xué)過程

[引入]今天我們開始學(xué)習(xí)第十一章機(jī)械振動，第一節(jié) 簡諧運(yùn)動（板書）。首先請大家欣賞一段古箏演奏。

問題1：古箏為什么能夠發(fā)出聲音？（琴弦的振動）

問題2：還有哪些樂器是靠琴弦的振動發(fā)出聲音的？（小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等）

振動在我們生活中十分常見 問題3：能不能再舉例一些生活中類似這樣的振動？（說話時聲帶振動等；劇烈而令人恐懼的振動——地震）

我們實驗室也普遍存在這樣的振動，請大家仔細(xì)觀察，演示如：天平指針的振動、音叉的振動、單擺的振動、水平彈簧振子、豎直彈簧振子。在我們演示的振動中有水平方向的振動也有豎直方向的振動。

問題4：它們具有共同的特征是什么？（在某一中心位置來回運(yùn)動，強(qiáng)化“往復(fù)”和“周期性”）

我們把這個中心位置叫做平衡位置（原來靜止的位置，標(biāo)出豎直彈簧振子的平衡位置，把振動的物體叫做振子）

一、機(jī)械振動：物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動。簡稱為振動

特點(diǎn)：往復(fù)性、周期性 簡圖示意：

實際的振動是非常復(fù)雜的，大家已經(jīng)觀察到剛剛的振動在阻力的作用下，有些很快就停下來，有些振動的幅度正在減弱。為了研究的方便，我們 1

突出主要矛盾、忽略次要因素，不計一切阻力，簡化為理想模型。我們把像這樣由彈簧和振子構(gòu)成的振動系統(tǒng)稱為彈簧振子。彈簧振子將保持這個幅度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去。

二、彈簧振子：是理想模型

1、條件：振子看做質(zhì)點(diǎn)；輕質(zhì)彈簧；不計一切阻力

本章從最簡單的開始研究，學(xué)習(xí)怎樣描述振動，振動有什么性質(zhì)。我們以前學(xué)習(xí)過幾種運(yùn)動形式，如勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、平拋運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動。

問題5：要描述一種運(yùn)動，應(yīng)該從哪些物理量著手？（位移、速度、加速度等）

本節(jié)課我們主要研究彈簧振子的位移與時間的關(guān)系。

2、振動位移：指由平衡位置指向某一振動位置的有向線段。（注意矢量方向的選取和表示方法，以豎直彈簧振子為例）以簡圖為例：

研究直線運(yùn)動的位移與時間關(guān)系時，我們采用過公式法，還有圖像法。對于振動這樣一個復(fù)雜的運(yùn)動，我們可以用位移——時間圖像來研究。如何得到振子振動的x-t圖像呢？

問題6：首先要解決的問題就是怎樣把振子振動的軌跡記錄下來？ 借助沙漏實驗：

先讓振子靜止，記錄振子的平衡位置；

問題7：先不拉動木板，振子的軌跡是什么形狀？

漏下的沙子就記錄了振子振動的軌跡。困惑的是，后面的運(yùn)動把前面的運(yùn)動覆蓋了。

問題8：怎樣把振子在不同時間的運(yùn)動分開呢？（勻速拖動底板）我們試一試，演示實驗：

“做一做”學(xué)生實驗（教材第4頁練習(xí)2，明確實驗要求，勻速拉動紙帶）板書曲線

問題8：留下的痕跡是振子運(yùn)動的軌跡嗎？（不是，軌跡是直線）問題9：展示學(xué)生的記錄紙帶，圖像間隔疏與密分別是什么原因？拉動紙帶的快慢是否影響振子振動的快慢？（不影響，是獨(dú)立的）

問題10：留下來的曲線是否能表示振子的位移隨時間變化的規(guī)律呢？位移和時間在曲線是如何體現(xiàn)的？（能，建立坐標(biāo)軸，縱軸表示位移、橫軸表示時間）

問題11：在這里，我們看不見時間，只能看見振子的空間位移，紙帶的 2 空間位移，那么時間到底是怎么體現(xiàn)的？（通過紙帶的空間位移體現(xiàn)時間）

問題12：為什么勻速拉動紙帶上的位移就可以表示時間呢？（因為勻速直線運(yùn)動中，發(fā)生相等的位移需要相等的時間，紙帶上位移的均勻變化反映了時間均勻的流逝，所以可以用移動紙帶的位移長短來表示時間的長短）因此，這樣得到的曲線實際上就是某一個振子振動的位移——時間圖像。板書圖像

教材采用了頻閃照片的方法獲得振子的位移——時間圖像，請大家閱讀教材第2頁。這種方法我們以前研究自由落體運(yùn)動和平拋運(yùn)動時學(xué)習(xí)過。演示：動畫模擬

問題13：大家觀察振子的位移——時間圖像呈現(xiàn)什么形狀？（正弦函數(shù)的圖像）怎么證明？（證明的方法，數(shù)學(xué)已經(jīng)學(xué)過，不詳細(xì)講）

三、如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖像（x-t圖像）是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運(yùn)動。

簡諧運(yùn)動是最簡單、最基本的振動，彈簧振子的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。動畫演示：

觀察1：某一段圖像對應(yīng)哪段振動？（下坡的圖像對應(yīng)振子向下運(yùn)動，上坡的圖像對應(yīng)振子向上運(yùn)動。）

觀察2：位移在t軸上方的時間段里，振子的運(yùn)動方向都向上嗎？

問題13：那么，我們能從振動的x-t圖像獲得哪些信息呢？（思考與討論）

四、圖像信息：

1、某一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動時，位移隨時間變化的圖像

2、某一時刻該質(zhì)點(diǎn)振動的位移大小和方向

3、某一時刻該質(zhì)點(diǎn)振動的瞬時速度方向

4、某一段時間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的路程

強(qiáng)調(diào)：圖像不是軌跡，振子始終在一條直線上做往復(fù)運(yùn)動。練習(xí)1：觀察黑板上上豎直方向的彈簧振子運(yùn)動，畫出振動的位移——時間圖像。

練習(xí)2：教材第5頁3、4題。

請大家用兩分鐘的時間回顧這節(jié)課，對本堂課所學(xué)內(nèi)容做個小結(jié)。

強(qiáng)調(diào)過程與方法的總結(jié)：突出主要矛盾，忽略次要因素的哲學(xué)思想；借助空 3 間位移表示時間來記錄振動的方法；尤其是這堂課學(xué)到的記錄振動的方法在在實際中有很多應(yīng)用，如醫(yī)院里心電圖儀、繪制地震曲線的裝置。因此這些思考問題的方式和解決問題的方法對我們以后的人生來說或許比知識本身更有價值。