高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教案新人教选修

第一节简谐运动
教课方案说明
本节课是一节物理知识和方法相联合, 理论研究和实验研究相联合的研究课。

知识层面
主要从振动的定义、振动图像的获取、猜想和考证等方面睁开研究，这此中波及了理想化模
型的思想、图像法、猜想和考证等物理研究中常用的思想方法，所以本节课知识系统的睁开和物理研究方法的睁开完整部是糅合在一同
的。

理论研究重视学生思想能力，关于高中学生而言，比实验研究更具难度，所以本节课的理论研究是教师指引下的学生的研究，主要采纳了①与已有知识的对照和迁徙②层层递进的问题分解这两种方法来加以指引。

学生疏组活动的两个实验，一是用特别值法考证猜想，一是沙漏直接记录法获取x-t图，这两种方法都不是最精准的方法，而讲堂中却把最精准的频闪照片方法和位移传感器的记录和考证方法作为演
示实验，这样做是为了给学生这样一种看法：科学研究不是遥不行及，不必定要借助很先进的工具和仪器，最简单易行的方法也是好方法。

整节课以方法为线索将学生的认知过程与探
究过程加以链接，学生在学习物理知识的同时又学习了物理方法，体验提出问题——研究方法（思虑设计、类比迁徙）——应用方法（知识与方法的领悟）——解决问题（知识与方法
的获取）的科学研究的一般过程。

教课目的：
（一）知识与技术
1、知道什么是弹簧振子，理解振动的均衡地点和位移。

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
经过对简谐运动图象的绘制，认识简谐运动的特色。

（三）感情、态度与价值观
1、经过对简谐运动图象的绘制，培育仔细、谨慎、脚踏实地的科学态度。

2、从图象中认识简谐运动的规律，培育剖析问题的能力及审美能力（逐渐认识客观存
在的简短美、对称美等）。

教课要点：
理解简谐运动的位移－时间图象。

教课难点：
依据简谐运动的图象弄清各时辰质点的位移、行程及运动方向。

教课方法：
实验演示、议论与概括、推导与列表对照、多媒体模拟展现
教课器具：
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 课件教课流程图
开始
引入课题
振动的定义及均衡地点
确立研究对象：弹簧振子
（理想化模型）
研究一：
如何获取图像
师生议论：如何得到时间轴
师生议论：
移的含义
x-t 图位
研究二：
猜想和考证
学生活动：特别值
法考证猜想
演示传感器获取图像
正弦曲线拟合考证
研究三：
学致使用
学生活：得沙
漏的振像
演示直接法的用
堂小
束
教课程：
（一）引入新
在自然界中有一种很常的运，如微中枝的、心的跳、的、水
中浮的上下浮、担物行走扁担的、声的振、地震大地的烈振⋯⋯，些物体的运称之机械振，称振。

振是自然界中广泛存在的一种运形式。

（演示振例，成立振的看法，振的特色）
演示：一端固定的尺、、水平易直的簧振子、穿在橡皮上的塑料球、音叉的叉股等物体的振
：些物体的运各不同样，运迹有的是直，有的是曲；运方向有的在水平方向，有的在直方向；物体各部分的运状况有的同样、有的不一样⋯⋯，那么它的运有什么共同特色呢？
：物体振有一中心地点，物体（或物体的一部分）在中心地点两做来去运。

物体振有一此中心地点，如琴弦振的中心地点就是琴弦静止或未开始振的
地点。

这个地点称为均衡地点。

（1）均衡地点：物体振动时的中心地点，振动物体未开始振动时相关于参照系静止的
地点。

（2）机械振动：物体在均衡地点邻近所做的来去运动，叫做机械振动，往常简称为振
动。

（3）振动特色：振动是一种来去运动，拥有周期性和来去性。

（用多媒体展现振动的几个实例，在多媒体展现过程中加强“均衡地点” 和“来去运动” ）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，所以我们下边先来研究简谐运动。

（二）新课教课
1、弹簧振子
演示：水平搁置的弹簧振子的振动。

察看、剖析、议论：
①小球本来静止的地点就是均衡地点。

小球在均衡地点邻近所做的来去运动，是一种机械振动。

②小球的运动是平动，小球能够看作质点。

③忽视小球与水平杆之间的摩擦，弹簧的质量与小球质量对比也忽视不计，将小球拉离均衡地点后由静止开释，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。

（指引学生察看、领会弹簧振子的“均衡地点”和“来去运动”，加强感性认识。

）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，它忽视了一些次要的要素。

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，我们第一来研究振子的位
移如何变化。

说明：以小球的均衡地点为坐标原点，沿运动方向成立坐标轴。

规定
小球在均衡地点右侧时，位移为正，在均衡地点左侧时，位移为负。

教师：用频闪照相的方法来显示振子在不一样时辰的地点。

［投影］如图11.1 － 2。

思虑：如何理解这就是振子的位移时间图象，即x-t 图象。

学生：思虑、议论。

发布看法。

由于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。

所以，可用底片运动的距离代表时间轴。

振子的频闪照片反应了不一样时辰，振子走开均衡地点的位移。

也就是位移随时间变化的规律。

教师：板画，以下图。

O 指引学生察看振子从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，剖析在
A′x A 这四个阶段中振子位移的变化，并将定性剖析的结论填入表格x
中。

由 A 到 O运动过程中，位移方向由Ｏ→ A，跟着振子不断地向O凑近，位移愈来愈小。

振子的运动A→O O→ A′A′→ O O→ A 对 O点位移的方向如何？大小如向右向左向左向右何变化？减小增大减小增大
总结：
振动物体的位移与运动学中的位移含义不一样，振子的位移老是相关于均衡地点而言的，
即初地点是均衡地点，末地点是振子所在的地点。

因此振子对均衡地点的位移方向一直背叛均衡地点。

3、简谐运动及其图象
教师：察看弹簧振子的位移－时间图象，能够发现该图象像数学中学过的何种图象？
学生：正弦曲线。

教师：精准的实验和理论研究表示，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：如何来记录振动的图象呢？
演示：在弹簧振子的小球上安装一只画图笔，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：介绍这类方法在实质中的重要应用。

如医院里的心电图仪、地震仪中绘制地震曲线的装置等，都用近似的方法记录振动状况。

以下图。

（三）讲堂小结
物体在均衡地点邻近所做的来去运动，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。

忽视小球与水平杆之间的摩擦，弹簧的质量与小球质量对比也忽视不计，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。

学致使用
【指引】用频闪照片记录位移时间图像来研究，比较
精准，可是麻烦。

有人曾猜想，能不可以在小球上涂上
墨水，下边垫上白纸，在小球运动的过程中让小球自
己把轨迹记录在白纸上呢？（不可以够，纸上记录的点
都在向来线上，分不出）怎么办？（匀速拖动纸带。

）
沙漏不断的漏沙，仿佛是一支能够记录轨迹的笔，你
有没有方法直接记录沙漏摇动过程的X-t图呢？
【学生议论】有方法。

待沙漏摇动稳固此后，匀速拖动纸带，就能获取X-t 图
【师】做一做，把获取的图像与同学分享。

并思虑以下问题。

思虑： 1、用水笔标下纸板的运动方向，时间轴的方向和纸板的运动方向是什么关系？
2、沙摆运动的 x-t 图是什么形状？说明沙摆的运动是什么运动？
（四）部署作业
达成“问题与练习”中的题目。

阅读科学闲步中的短文。

拓展
事例评析：
本节课以方法为线索将学生的认知过程与研究过程加以链接，能够看出二者在实质上是一致的。

在本节课里，方法与知识的链接关系以下列图：
方法知识
理想化模型的方法什么是弹簧振子？
图像法弹簧振子的振动的规
律？
频闪照相法、仪器记如何获取弹簧振子的
录法、传感器记录法x-t 图？
猜想与考证（特别点考证、图像拟合法）弹簧振子的x-t 图像是什么曲线？
学生在学习物理知识的同时又学习了物理方法，物理方法作为讲堂教课的线索不是僵硬
的强加入讲堂的，而是讲堂教课内容不行或缺的一部分，与知识的掌握过程是一个有机的整体，与师生的研究活动也是一个有机的整体。

这类从一个个存心义的方法出发，从而研究、
解决问题，做到学方法、用方法，在知识掌握的同时实现了方法的掌握的教课方式，即为“以方法为主线的物理教课”。

这类教课过程中知识与方法的地位是等同的，表现了“显性”的
物理方法教育的形式与实质。