高中物理 简谐运动的描述

简谐运动的描述

三维目标：

1．知识与技能

（1）知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。理解周期和频率的关系。

（2）知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。

（3）理解振动图像的物理意义，能利用图像求振动物体的振幅、周期及任意时刻的位移；会将振动图像与振动物体在某时刻位移与位置对应，并学会在

图象上分析与位移x有关的物理量。

（4）知道简谐运动的公式表示X=Asinwt，知道什么是简谐运动的圆频率，知

道简谐运动的圆频率和周期的关系。

2．过程与方法：

观察砂摆演示实验中拉动木板匀速运动，让学生学会这是将质点运动的位移按时间扫描的基本实验方法。

3．渗透物理方法的教育：

提高学生观察、分析、实验能力和动手能力，从而让学生知道实验是研究物理科学的重要基础。

教学重点：

振幅、周期和频率的物理意义；简谐运动图象的物理意义

教学难点：

理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关；振动图象与振动轨迹的区别；圆频率与周期的关系

教学器材：

弹簧振子，音叉，课件；砂摆实验演示：砂摆、砂子、玻璃板（或长木板）

教学方法：

实验观察、讲授、讨论，计算机辅助教学

教学过程设计:

1．新课引入

提问：简谐振运动的位移时间图象是什么？请同学画出

运动的特征是什么？

在圆周运动中，物体的运动由于具有周期性，为了研究其运动规律，我们引入了角速度、周期、转速等物理量。为了描述简谐运动，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和频率、相位

2．新课讲授

一振幅、周期和频率（投影）

振幅：离开平衡位置的最大距离．

①是标量；②表示振动的强弱③振幅的两倍表示的是做振动的物体运动范围的大小

讲时：课件展示

周期和频率（用来描述周期性变化的物理量）表示振动快慢

全振动：完成一个完整的振动过程

周期：完成一次全振动所需的时间

单位：s

频率：单位时内完成全振动的次数

单位:Hz

两者关系：T=1/f

k

m T π2=（选） 注：周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关与振幅无关

二、相位

描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态

思路：课本上太大没操作性具体讲法结合表达式和单位圆

简谐运动的表达式

X=Asin(ωt+ψ)

说明1、哪个量代表振幅

2、哪个量代表周期（频率）

3、哪个量代表相位（重点初相位）

对应的值是振子的位移

单位圆模型：质点做匀速圆周运动，质点到平OA 的坐标为振动的位移 这是位移时间表达式的在由来X=Asin(ωt+ψ)；ω这角速度，ψ是计时时刻的与平衡位置所在直线的夹角

几何画板课件演示关系（振动和单位的关系，相位、初相位）

这样就把初相问题讲清楚了

相位差：两个具有相同频率的简谐运动的相位差

对不同频率的只到初相位

X

计算方法：1、写出表达式，

2、由（2－1）大于0则2的相位比1超前Δψ；

小于零则2的相位比1落后Δψ

例题：课后1、2题

类型：由图来找相位

由文字信息来画图

方法：写出表达式再画图（做图方法的价绍）

X

4、回故图象

两个时刻相差整周期，振动情况完全相同

两个时刻相差半周期的奇数倍，振动情况完全相反

小结：

课堂练习：课后练习1－3

课后作业：学案

教学反思：通过几画画板展示，培养学生的观察能力，和分析、综合、归纳能力，在关于相位用单位圆来讲解学生可以很清楚地明白初相位的本质意义。