简谐运动-教学设计公开课
简谐运动大学物理教案
教学对象：大学物理专业学生教学目标：1. 理解简谐运动的基本概念和特点。
2. 掌握简谐运动的动力学方程和运动学方程。
3. 能够分析简谐运动中的振幅、周期、频率和相位等物理量。
4. 学会运用旋转矢量法描述简谐运动。
教学重点：1. 简谐运动的基本概念和特点。
2. 简谐运动的动力学方程和运动学方程。
3. 旋转矢量法。
教学难点：1. 简谐运动的动力学方程和运动学方程的应用。
2. 旋转矢量法的理解。
教学准备：1. 多媒体课件2. 教学模型（如弹簧振子、单摆等）教学过程：一、导入1. 介绍简谐运动的概念，指出简谐运动在自然界和工程技术中的应用。
2. 引导学生思考：什么是简谐运动？简谐运动有哪些特点？二、基本概念和特点1. 介绍简谐运动的定义：物体在回复力作用下，沿着某一固定直线做周期性运动。
2. 讲解简谐运动的特点：- 恢复力与位移成正比，且方向相反。
- 位移、速度、加速度都是周期性变化的。
- 运动轨迹是直线。
三、动力学方程和运动学方程1. 介绍简谐运动的动力学方程：F = -kx，其中F为恢复力，k为弹簧劲度系数，x为位移。
2. 介绍简谐运动的运动学方程：- 位移方程：x = A cos(ωt + φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。
- 速度方程：v = -Aω sin(ωt + φ)。
- 加速度方程：a = -Aω^2 cos(ωt + φ)。
四、旋转矢量法1. 介绍旋转矢量法的基本原理：用旋转矢量表示简谐运动，矢量的大小表示振幅，矢量与水平轴的夹角表示相位。
2. 讲解旋转矢量法在简谐运动中的应用：- 求解振幅、周期、频率、相位等物理量。
- 分析简谐运动的能量变化。
五、案例分析1. 分析弹簧振子的运动，运用动力学方程和运动学方程求解振幅、周期、频率等物理量。
2. 分析单摆的运动，运用旋转矢量法描述单摆的周期性变化。
六、课堂小结1. 总结简谐运动的基本概念、特点、动力学方程和运动学方程。
2. 强调旋转矢量法在简谐运动中的应用。
简谐运动 教案 说课稿 教学设计
简谐运动【教学目标】：1．认识机械振动；2．认识弹簧振子，能分析弹簧振子运动过程中各物理量的变化。
3．通过对弹簧振子的研究，了解回复力和简谐运动的概念。
4．了解描述简谐运动特征的物理量：振幅、周期、频率。
【教学重点】：研究弹簧振子并分析弹簧振子的振动过程。
【教学难点】：分析弹簧振子运动过程中各物理量的变化规律。
【教学流程】：新课引入，生活中的机械振动（平衡位置）——弹簧振子——研究弹簧振子的运动过程——简谐运动及其特征的描述——总结【教学过程】：一、机械振动1．机械振动及特点我们在生活中常提到一词“振动”，这样一种运动形式在生活中很常见，请列举你所知道的“振动”。
（钟摆、树梢在微风中摇摆、荡秋千、挑着物体行走时扁担颤动、拨动琴弦后琴弦振动、水中浮标上下浮动、地震、手机振动……）演示实验，挂在弹簧中间的物块，左右做往复运动。
提问：根据前面列举的例子、演示的实验，振动这样一种运动形式有什么样的特点呢？（在某一位置周围往复运动，有一个“中心位置”，往复运动意味着具有“周期性”特点）我们把具有这样特点的运动（在某一中心位置两侧做往复运动）叫做机械振动，也通常简称“振动”。
我们今天开始学习的新的一章，就主要研究机械振动这种运动形式的特点。
这些特点给我们后面的研究一些启示：（1）“中心位置”很重要；（2）我们研究一次完整的运动情况就可以推测之后的运动情况。
2．平衡位置首先来看“中心位置”，在振动过程中，物体以这个特殊位置为中心做往复运动，那这个位置到底如何确定呢？请再看演示实验，如果物块不振动，它会静止在中间。
只有让物块离开原来的位置并且释放，物块才开始振动。
而振动开始后，物块做往复运动的中心位置就是静止时的位置。
我们把这个位置叫做“平衡位置”，它是物体振动时做往复运动的中心位置，也是物体停止振动时所在的位置。
二、弹簧振子现在我们来研究这种往复运动的特点。
生活中的振动往往很复杂，我们现在寻找一个很简单的模型来研究。
简谐运动(公开课教学设计)
[教师点拨]：运动的特点1、往复运动2、有一个中心位置（平衡位置）
【教师精讲】
一、机械振动的定义：物体在平衡位置（中心位置）两侧附近所做往复运动。我们把这类运动叫做机械振动，简称振动。
二、弹簧振子①忽略阻力②弹簧的质量与小球相比可忽略
弹簧振子是一种理想化模型
【讨论交流一】弹簧振子的振动是怎样一种运动呢？弹簧振子运动过程中的位移、速度的变化规律？
【教师精讲】
三、简谐运动
1、定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x—t图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。
2、简谐运动的图象：一条正弦曲线。
3、简谐运动是最基本、最简单的机械振动。
【课堂练习】
1、某一弹簧振子的振动图象如图所示，则由图象判断下列说法正确的是（）
2、本节对弹簧振子运动规律的分析不够全面，只分析了位移和速度的变化情况，对其他物理量本节均没有涉及；
3、本节课的难点在于根据弹簧振子的位移、速度变化的规律描绘位移时间图象，这个过程中由于时间安排未能很好的与学生互动，一些学生可能掌握的不够；
4、本节中对于猜想的验证由于时间原因留到了课后，使得学生对物理问题的研究过程存在缺陷。
11.1简谐运动
教者：庞亚茹
一、教材分析
《简谐运动》选自全日制普通高级中学教科书物理选修3-4第十一章第一节的内容。机械振动和机械波是在学生学习了运动学、动力学及功和能的知识后而编排的，是力学的一个特例。机械振动和机械波是一种比较复杂的机械运动形式，对它的研究为以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础．此外，机械振动和机械波的知识与人们的日常生活，生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。简谐运动是第十一章中的第一节内容，是学习本章后面各节内容的基础，也是本章的重点和难点之一。在研究简谐运动规律时要用到以前学过的运动学、动力学、功和能的知识，可起到复习巩固的作用，因此这部分内容在教材中起着承前启后的作用。
简谐运动教案大学生
课程名称：大学物理授课对象：大学生授课学时：2学时教学目标：1. 理解简谐运动的概念，掌握简谐运动的特征。
2. 熟悉简谐运动的数学描述，能够运用公式分析简谐运动。
3. 理解简谐运动在物理现象中的应用，如弹簧振子、单摆等。
教学重点：1. 简谐运动的概念和特征。
2. 简谐运动的数学描述。
3. 简谐运动的应用。
教学难点：1. 理解简谐运动中的能量转换。
2. 简谐运动与周期性现象的关系。
教学准备：1. 多媒体课件。
2. 弹簧振子实验装置。
3. 单摆实验装置。
教学过程：一、导入1. 回顾高中物理中的振动和波动知识。
2. 提出问题：什么是简谐运动？简谐运动有什么特点？二、讲授新课1. 简谐运动的概念：- 介绍简谐运动的定义，即物体在平衡位置附近做周期性往复运动。
- 分析简谐运动的特征：周期性、振幅、频率、相位等。
2. 简谐运动的数学描述：- 引入位移、速度、加速度的概念。
- 推导简谐运动的位移方程：x = A sin(ωt + φ)。
- 分析位移方程中的参数：振幅A、角频率ω、初相位φ。
3. 简谐运动的应用：- 以弹簧振子为例，说明简谐运动在实际物理现象中的应用。
- 介绍单摆的周期公式，并说明其与简谐运动的关系。
三、实验演示1. 弹簧振子实验：- 学生观察实验现象，了解弹簧振子的周期性运动。
- 通过实验数据，验证简谐运动的位移方程。
2. 单摆实验：- 学生观察单摆的周期性运动，了解单摆的周期公式。
- 通过实验数据，验证简谐运动与周期性现象的关系。
四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调简谐运动的概念、特征、数学描述和应用。
2. 引导学生思考简谐运动在生活中的应用，如钟摆、振动筛等。
五、作业布置1. 完成课后习题，巩固所学知识。
2. 查阅资料，了解简谐运动在其他领域的应用。
教学反思：1. 通过实验演示，让学生直观地理解简谐运动的特点和数学描述。
2. 结合实际物理现象，提高学生对简谐运动的应用能力。
3. 引导学生思考，培养学生的创新意识和探究精神。
简谐运动 说课稿 教案 教学设计
简谐运动教学目标1、知识与技能（1）了解什么是机械振动、简谐运动；（2）掌握简谐运动的位移图象。
2、过程与方法：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；3、情感、态度与价值观：通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力。
教学重点：使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。
教学难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化。
教学教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源。
教学过程：简谐运动（一）教学引入我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。
（二）新课教学1、机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？（微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。
）请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？【自主预习】1.弹簧振子：把一个有孔的小球装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在________杆上，能够自由滑动，两者之间的摩擦可以忽略，弹簧的质量与小球相比________忽略。
把小球拉向右方，然后放开，它就左右运动起来，这样的系统称为弹簧振子。
小球原来静止时的位置叫做________。
特点：①表现在构造上，是用一根没有质量的弹簧一端固定，另一端连接一个质点；②表现在运动上，没有任何摩擦和介质阻力。
2．振动：小球在平衡位置附近的________运动，是一种机械振动，简称________。
3．简谐运动：如果质点的位移与时间的关系遵从________的规律，即它的振动图象(x－t图象)是一条________曲线，这样的振动叫做简谐运动。
________的运动就是简谐运动。
4．正弦函数的一般形式是y＝________。
数学高中简谐运动教案设计
数学高中简谐运动教案设计
教学内容：简谐运动的基本概念和特点
教学目标：
1. 了解简谐运动的基本概念和特点；
2. 掌握简谐运动的相关公式和计算方法；
3. 能够应用简谐运动理论解决简单问题。
教学重点和难点：
重点：简谐运动的基本概念和特点；
难点：简谐运动的相关公式和计算方法。
教学准备：
1. 教师准备教案、投影仪等教学用具；
2. 学生准备书本和笔记本。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师简单介绍简谐运动的概念和背景，引导学生思考简谐运动在生活中的应用。
二、讲解（15分钟）
1. 讲解简谐运动的定义和特点；
2. 讲解简谐运动的相关公式和计算方法；
3. 举例说明简谐运动的实际应用。
三、练习（20分钟）
1. 学生根据所学知识回答相关问题；
2. 学生完成简谐运动的计算题目。
四、总结（5分钟）
教师带领学生总结本节课的重点内容，并概括简谐运动的特点和应用。
五、作业布置（5分钟）
布置相关作业，巩固所学知识。
教学反思：
本节课主要围绕简谐运动的基本概念和特点展开，通过讲解、练习和总结，加深学生对简
谐运动的理解，提高他们的计算能力和问题解决能力。
同时，引导学生思考简谐运动在现
实生活中的应用，增强他们学习的兴趣和动力。
在以后的教学中，可以结合更多实际例子，引导学生加深对简谐运动的理解和运用。
最新精编高中人教版选修3-4高中物理第二节简谐运动的描述公开课优质课教学设计
最新精编高中人教版选修3-4高中物理第二节简谐运动的描述公开课优质课教学设计第二节简谐运动的描述教目标：（一）知识与技能1、知道振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。
2、了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。
3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。
（二）过程与方法1、在习振幅、周期和频率的过程中，培养生的观察能力和解决实际问题的能力。
2、会从相位的角度分析和比较两个简谐运动。
（三）情感、态度与价值观1、每种运动都要选取能反映其本身特点的物理量描述，使生知道不同性质的运动包含各自不同的特殊矛盾。
2、通过对两个简谐运动的超前和滞后的比较，会用相对的方法分析问题。
教重点：简谐运动的振幅、周期和频率的概念；相位的物理意义。
教难点1、振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别。
2、对全振动概念的理解，对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解。
3、相位的物理意义。
教方法分析类比法、讲解法、实验探索法、多媒体教。
教用具：AI课件、劲度系数不同的弹簧、质量不同的小球、秒表、铁架台、音叉、橡皮槌；两个相同的单摆、投影片。
教过程（一）引入新课教师：描述匀速直线运动的物理量有位移、时间和速度；描述匀变速直线运动的物理量有时间、速度和加速度；描述匀速圆周运动的物体时，引入了周期、频率、角速度等能反映其本身特点的物理量。
上节课我们习了简谐运动，简谐运动也是一种往复性的运动，所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等能反映其本身特点的物理量。
本节课我们就习描述简谐运动的几个物理量。
（二）新课教1、振幅如果我们要乘车，我想大家都愿意坐小汽车，而不坐拖拉机，因为拖拉机比小汽车颠簸得厉害。
演示：在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子，分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离，让振子振动。
现象：①两种情况下，弹簧振子振动的范围大小不同；②振子振动的强弱不同。
在物理中，我们用振幅描述物体的振动强弱。
高中物理《简谐运动》优质课教案、教学设计
选修3-4 11.1《简谐运动》教学设计一、本节教材分析简谐运动是最简单、最基本、最有规律性的机械振动，通过学习，使学生既了解到机械振动的基本特点，又体会到振动这种运动形式较直线运动、曲线运动都要复杂.在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量，应让学生认真领会这种理想化的方法.二、教学三维目标（一）知识与技能1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动的若干实例.2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况.3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动.（二）过程与方法1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题.2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法.(三) 情感态度与价值观1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动.2.通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系三、教学重点1.什么是简谐运动.2.简谐运动中回复力的特点.3.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律.四、教学难点物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律.五、教学方法1.关于机械振动概念的得出，采用实验演示、多媒体展示、阅读、归纳等综合教法.2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用多媒体模拟展示，结合运动学、动力学相关公式推导表对比等教学方法.六、教学过程设计首先用多媒体出示本节课的教学目标（一）同学们观察动画: 蝴蝶翅膀的振动，小提琴发声实验演示：弹簧的下面挂着一个小球，拉动小球时，小球的运动提出问题：（让学生思考并回答）1、蝴蝶翅膀的振动和小球的运动有什么共同特点？（都在平衡位置附近做往复运动）2、它们为什么会做这样的运动？（受到外力的作用）从而得出机械振动的概念：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称振动。
1简谐运动-人教版选修3-4教案
简谐运动-人教版选修3-4教案一、教学内容本次教学内容是简谐运动。
简谐运动是物理学中一种很重要的运动方式，它是指物体在势能与动能交替转化，以相等的周期和相等的振幅，沿着固定轨道或直线来进行的运动。
简谐运动广泛应用于机械系统，电子系统，电磁波等领域。
二、教学目标1.理解简谐运动的概念，并能用简谐运动的表达式来描述物体的运动状态；2.掌握简谐运动的基本性质，如周期、角频率、振幅等；3.了解简谐振子的能量，并能用能量在势能和动能之间的转化来分析简谐振子的运动情况；4.掌握简谐运动的图形表达，如位置-时间图像、速度-时间图像、加速度-时间图像等；5.培养学生的动手实践能力，能够进行简谐振动实验并分析实验结果。
三、教学重点1.简谐运动的基本概念和表达式；2.简谐振子的基本能量分析方法。
四、教学难点1.简谐运动的图像表达；2.简谐振子的实验分析。
五、教学方法1.讲授教学法：讲解简谐运动的基本概念、公式、图像的表示方式等；2.演示教学法：通过简谐振子的实验演示，来使学生更好地理解简谐振动的运动情况；3.自主学习教学法：通过简谐振子的实验操作，使学生自学和理解简谐振子的基本原理和表达式。
六、教学过程1. 简谐运动的概念1.引导学生了解简谐运动的基本概念；2.分享简谐运动的实例，如弹簧振子、单摆等；3.通过讲解，让学生理解简谐运动的几何意义。
2. 简谐运动的公式1.通过讲解联立牛顿第二定律和位移反比于一次幂的力学关系来推导简谐运动的公式；2.让学生理解周期、角频率、振幅等基本概念。
3. 简谐振子的能量和图像表达1.让学生通过简单的实验，测定简谐振子的动能和势能；2.通过计算，让学生理解简谐振子的能量在势能和动能之间的转化情况；3.通过实验结果，让学生了解简谐振子的位置-时间图像、速度-时间图像和加速度-时间图像等的表示方法。
4. 简谐振子的实验1.配置简谐振子实验装置，例如压电陶瓷振子等；2.让学生通过实验，观测简谐振子在不同频率下运动情况；3.通过分析实验结果，让学生了解不同频率下简谐振子的运动情况。
1.1《简谐运动》教案
简谐运动一、教学目的1、知识与能力：（1）认识弹簧振子（2）通过观察和分析，理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦曲线，培养分析和概括能力；2、过程与方法：经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法；3、情感、态度、价值观：培养学习物理的兴趣，陶冶热爱生活的情操。
二、教学重点：简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义三、教学难点：简谐运动位移——时间图像的建立四、教具：水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。
五、教学过程[引入]今天我们开始学习第十一章机械振动，第一节简谐运动（板书）。
首先请大家欣赏一段古筝演奏。
问题1：古筝为什么能够发出声音？（琴弦的振动）问题2：还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的？（小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等）振动在我们生活中十分常见问题3：能不能再举例一些生活中类似这样的振动？（说话时声带振动等；剧烈而令人恐惧的振动——地震）我们实验室也普遍存在这样的振动，请大家仔细观察，演示如：天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。
在我们演示的振动中有水平方向的振动也有竖直方向的振动。
问题4：它们具有共同的特征是什么？（在某一中心位置来回运动，强化“往复”和“周期性”）我们把这个中心位置叫做平衡位置（原来静止的位置，标出竖直弹簧振子的平衡位置，把振动的物体叫做振子）一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动。
简称为振动特点：往复性、周期性简图示意：实际的振动是非常复杂的，大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下，有些很快就停下来，有些振动的幅度正在减弱。
为了研究的方便，我们突出主要矛盾、忽略次要因素，不计一切阻力，简化为理想模型。
我们把像这样由弹簧和振子构成的振动系统称为弹簧振子。
弹簧振子将保持这个幅度永远运动下去。
二、弹簧振子：是理想模型1、条件：振子看做质点；轻质弹簧；不计一切阻力本章从最简单的开始研究，学习怎样描述振动，振动有什么性质。
《§11简谐运动》公开课教学设计
《§ 1.1 简谐运动》公开课教学设计授课教师：杨清泉授课班级：平山中学k 二 3授课时间： 2010-4-8 星期四授课地点：物理实验室（一）【教学目标】知识与技能：1.通过观察与分析，了解什么是机械振动。
2.掌握简谐运动回复力的特征。
3.掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的定性规律过程和方法：1、通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力．2、指导学生建立物理模型的科学方法，培养学生从实际问题中抽象出物理模型的能力。
情感、态度与价值观：1、渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。
2、把物理知识延伸到生活的应用中去，让学生亲自体会到物理的实用性，激发他们学习物理的热情。
（二）【教学重点】1．掌握简谐运动的回复力特征．2．简谐运动的相关运动物理量的变化规律（三）【教学难点】1．偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆．2．在一次全振动中速度的变化．（四）【教学方法】多媒体辅助教学、实验法（相关视频）、启发式的讲授课、讨论总结法、（五）【教学教具】多媒体课件、气垫弹簧振子、乒乓球、橡皮筋、铁架台、（六）【新课过程】一、导入新课由一颗乒乓球说起物体运动状态：a：匀速直线运动；b：由静止释放——自由落体； c：水平抛出——平抛d：线拉住在水平面内转动——匀速圆周运动提问：若将系在铁架台上的乒乓球向下拉——运动特点？二、新课教学（一）机械振动1.定义：物体在平衡位置附近做往复运动，简称振动。
（P3）2.特点： a：有一平衡位置（即做机械振动的物体静止时所处的位置）b：往复运动（平衡位置附近）1）：学生举例：2）：教师举例演示：[ 演示实验 ]图 1（ a）一端固定的钢板尺图1（b）单摆图 1（ c）（ d）弹簧振子图1（e）穿在橡皮绳上的塑料球提问：让乒乓球从距桌面某一高度自由下落，在桌面上反复跳动数次，：乒乓球在桌面上的运动是不是机械振动？（不是，只是在跳动）3）：视频播放：体会物理在现实生活中的应用，及其利弊。
《简谐运动》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第一册(新课标)】
1 简谐运动教学目标1.知道机械振动和回复力的概念。
2.知道弹簧振子的组成和振动情况。
3.理解振动的平衡位置和位移。
4.掌握简谐运动的特点以及回复力、加速度、速度随位移变化的规律。
教学重难点教学重点1.回复力的理解。
2.简谐运动的动力学特征与运动学特征的理解。
教学难点1.弹簧振子理想化模型的建构。
2.简谐运动回复力与位移关系式的得出。
教学准备多媒体课件，水平弹簧振子教学过程新课引入教师设问：钟摆的摆动，秋千的晃动，担物行走时扁担下物体的颤动，树梢在微风中的摇摆……在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。
这些运动的共同点是什么？通过观察我们会发现，上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动。
我们把物体或物体的一部分在一个位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动。
讲授新课一、机械运动1．对机械振动的的认识：机械振动：将物体（或物体的一某部分）在某一位置附近的往复运动称为机械振动，简称振动，这个位置称为平衡位置。
2．机械振动的特点(1)物体在平衡位置附近做往复运动．(2)机械振动是一种周期性运动．3．回复力的理解(1)回复力的方向总是指向平衡位置．(2)回复力的效果是使偏离平衡位置的物体返回到平衡位置，是产生振动的条件．(3)回复力可以是振动物体所受的某一个力，也可以是物体所受几个力的合力．二、简谐运动及其特征1、弹簧振子弹簧一端固定，另一端连接一个可视为质点的物体，不计弹簧质量，物体置于光滑平面上，这样构成的振动系统称为弹簧振子。
弹簧处于平衡位置0时，弹簧为原长，物理所受的弹力为0，将物体向右拉伸后由静止释放，由于弹簧被拉长，会对物体施加指向平衡位置的力，使物体在平衡位置附近做往复运动我们把小球和弹簧组成的系统称为弹簧振子(有时简称振子)，弹簧振子是一个理想化模型。
2、简谐运动的回复力（1）回复力公式：F= -kx ，式中“-”号表示F 与x 反向。
（根据牛顿第二定律得，a＝m F ＝mkx，表明弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小也与位移大小成正比，加速度方向与位移方向相反。
《主题四 第一节 简谐运动》教学设计
《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的观点和特点。
2. 掌握简谐运动的位移-时间、速度-时间、加速度-时间等基本图像。
3. 学会根据基本图像分析简谐运动的性质和规律。
二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的图像分析。
2. 教学难点：根据图像理解简谐运动的复杂性和规律性。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包含各种简谐运动的图像。
2. 准备相关实验器械，进行实验演示和操作。
3. 准备习题和案例，供学生练习和讨论。
4. 提醒学生提前预习，准备笔记本和笔，以便记录教室内容和思考。
四、教学过程：（一）引入1. 回顾高中物理中简谐运动的观点和特点。
2. 引入中职物理课程中简谐运动的观点和特点，强调其在实际生产和生活中的应用。
（二）新课教学1. 示范讲解：教师利用简单的弹簧振子模型进行示范讲解，让学生直观地了解简谐运动的特点和规律。
2. 实验探究：学生通过实验操作，观察和分析弹簧振子的运动规律，进一步理解简谐运动的特点和规律。
3. 理论分析：结合高中物理中的相关知识，对简谐运动进行理论分析，帮助学生深入理解简谐运动的本质。
4. 小组讨论：组织学生分组讨论，分享自己对简谐运动的理解和感受，增进学生的思考和交流。
5. 答疑解惑：针对学生在讨论中提出的问题和怀疑，教师进行解答和指导，确保学生充分理解和掌握简谐运动的知识点。
（三）实践应用1. 安置学生自行设计一个简谐运动的模型，并动手制作和操作，体会简谐运动的实际应用。
2. 引导学生思考简谐运动在实际生产和生活中的应用，如机械震动、声音传播、医学影像等，加深学生对简谐运动的理解和应用。
（四）小结与作业1. 总结本节课的主要内容，强调简谐运动的特点和规律，帮助学生回顾和稳固所学知识。
2. 安置课后作业，要求学生自行查阅相关资料，了解简谐运动在其他领域的应用，拓宽学生的知识面。
3. 鼓励学生积极思考和探索，激发学生对物理学科的兴趣和热爱。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的观点和特点。
1.1《简谐运动》省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件
判断机械振动是否是简谐运动方法： （1）找振动物体平衡位置 （2）列出物体位移为X时回复力表示式
（3）判断回复力是否满足F=-kx；
例、试判断以下机械振动是否是简谐运动
光滑斜面
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6.简谐运动实例
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2、频率越大，振幅就越大吗？
在简谐运动中，振幅跟频率或周期无关。在一个稳定振动 中，物体振幅是不变。
3、一次全振动经过旅程是几个振幅？ 半个周期内经过几个振幅？ 四分之一周期内经过几个振幅？
振动物体在一个全振动过程中经过旅程等于4个振幅，在半 个周期内经过旅程等于两个振幅，但在四分之一周期内经 过旅程不一定等于一个振幅，与振动起始时刻相关。1T经 过旅程S=4A,1/2T旅程S=2A
变速圆周运动
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机械振动是生活中常见运动形式
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一、机械振动
1、定义：物体（或物体一部分）在某一中心位置两侧 所做往复运动，就叫做机械振动（振动）
2.特点:
(1)平衡位置 (2)往复运动 3、产生振动有两个必要条件： （1）每当物体离开平衡位置就会受到回复力作用。 （2）阻力足够小。
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a Kx 与F方向相同，指向平衡位置。平衡位置为零，两端点最大。
m
振子振动是变加速运动
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（4）. 简谐运动三个特征：
（1）简谐运动物体受力特征：F=-kx；
（2）简谐运动能量特征：机械能守恒； （3）简谐运动运动特征：变加速运动。
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三、描述简谐运动特征物理量
1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重复原 来运动）运动，叫做一次全振动。
《主题四第一节简谐运动》教学设计教学反思-2023-2024学年中职物理高教版机械建筑类
《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的概念和特征。
2. 掌握简谐运动的运动学表示方法（位移、速度、加速度）。
3. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的特征及其运动学表示方法。
2. 教学难点：理解简谐运动的周期性和对称性。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、实物展示台、示波器、弹簧振子模型等。
2. 准备实验器材：弹簧振子实验装置。
3. 准备教学视频和案例。
4. 设计网络学习资源，提供给学生进行课前预习和课后复习。
四、教学过程：（一）引入1. 播放简谐运动的视频，让学生观察并思考其运动特点。
2. 提问：什么是简谐运动？它有什么特点？（二）新课教学1. 简谐运动概念讲解(1)教师介绍简谐运动定义：物体受力大小与位移成正比，且总是指向平衡位置的机械运动叫简谐运动。
(2)引导学生理解简谐运动的特征：周期性、往复性、对称性。
2. 演示实验(1)利用弹簧振子模型进行实验，观察振幅、频率等参数的变化。
(2)通过实验，让学生观察简谐运动的运动特点，并尝试解释现象。
3. 理论知识讲解(1)简谐运动的基本规律：F = -kx，其中F为回复力，k为弹簧的劲度系数，x为物体偏离平衡位置的位移。
(2)讲解简谐运动的周期和频率，以及它们与振幅之间的关系。
4. 实例分析(1)通过实例分析，让学生了解简谐运动在日常生活中的应用，如弹簧、钟摆等。
(2)讨论简谐运动的能量转化问题，让学生了解能量的转化和守恒定律。
5. 课堂互动(1)鼓励学生提出自己对简谐运动的问题和观点，并进行讨论。
(2)组织小组活动，让学生进行简谐运动的模拟实验，并交流实验心得。
（三）小结1. 再次强调简谐运动的概念和特征。
2. 总结简谐运动的基本规律和影响因素。
3. 强调简谐运动在日常生活中的应用。
（四）作业布置1. 阅读相关资料，了解简谐运动在实际中的应用。
2. 完成课后练习题。
3. 预习下一节内容。
高中物理简谐运动教案
高中物理简谐运动教案【教学内容】简谐运动【教学目标】1. 了解简谐运动的定义和特点；2. 掌握简谐运动的相关公式和计算方法；3. 能够应用简谐运动的知识解决相关问题。
【教学重点和难点】重点：简谐运动的定义和特点、简谐运动的相关公式和计算方法；难点：简谐运动的应用问题解决。
【教学准备】1. 教师准备：简谐运动的相关教学案例、简谐运动的实验仪器；2. 学生准备：课前预习简谐运动的相关知识。
【教学过程】一、导入1. 简述力的作用下的物体运动形式；2. 引入简谐运动的概念，并让学生思考简谐运动与其他运动形式的区别。
二、讲解1. 介绍简谐运动的定义和特点；2. 讲解简谐运动的基本公式，并进行相关的计算例题。
三、实验1. 设计一个简单的实验，观察弹簧振子的简谐运动；2. 让学生利用实验数据验证简谐运动的公式，并进行相关计算。
四、练习1. 布置练习题，让学生独立完成并讨论解答；2. 纠正学生答案并解释相关思路。
五、总结1. 总结简谐运动的特点和应用；2. 引导学生思考简谐运动在生活中的实际应用。
【教学方式】1. 讲授法；2. 实验演示法；3. 问题解答法。
【教学反馈】1. 随堂小测验；2. 学生提问答疑。
【拓展延伸】1. 了解简谐运动在机械振动、波动等领域的应用；2. 深入研究简谐运动与其他物理现象的关系。
【作业布置】1. 完成课后习题；2. 拓展阅读相关知识。
通过以上教案的设计和实施，相信学生们能够更好地理解和掌握简谐运动的知识，提升物理学习的兴趣和效果。
愿每位学生都能在本节课的学习中获益匪浅，为未来的学习和发展打下坚实基础。
简谐运动 教学设计
2.1简谐运动教学设计课程基本信息学科物理年级高二学期秋季课题《简谐运动》教学目标1.物理观念：（1）通过各种振动情景，了解简谐运动是最基本的振动，具有清晰的运动观念（2）能从位移时间图象去描述和解释简谐运动2.科学思维：（1）掌握从弹簧振子的运动中建构简谐运动模型（2）简谐运动的位移时间图象的获得、猜想及验证3．科学探究：（1）从已有知识的对比和迁移，体会“从简单入手”“理想模型”的科学研究方法（2）体会科学探究的常用方法：图象法及位移时间图象的获得（3）猜想所获得图象的形状和验证的科学探究方法4．科学态度与责任：（1）观察生活事例，了解实际应用，培养热爱科学、乐于探究的品质。
（2）让学生在探究问题的过程中了解科学家的工作方法和思维方法，培养学生学习、合作、探究的科学精神和价值观。
教学重难点教学重点：1．理想化模型的思想2．简谐运动的位移时间图象的得到及意义3．猜想和验证的科学探究方法教学难点：简谐运动位移-时间函数关系的建立教学过程一、导入新课【师】：前面我们学习匀速运动、匀变速运动、平抛运动及圆周运动等运动形式，今天我们来研究一种新的运动形式。
【师】：播放PPT（视频吉他演奏）【师生归纳】师生归纳：机械振动的定义、振动物体对平衡位置的位移两个概念（PPT 展示）二、新课教学（物理研究方法之一：理想化模型的方法）【提出问题】：怎样研究机械振动？回忆我们研究直线运动时曾用过哪些方法?【教师归纳】：我们提出了质点的概念，并且首先从匀速运动开始研究，这体现了物理学忽略次要因素，突出主要因素，由简单到复杂的研究方法。
这是物理研究方法之一：理想化模型的方法【教师演示】：竖直悬挂的弹簧振子，分析如果忽略一切阻力及弹簧的质量，这也是一个理想化模---弹簧振子（PPT展示）（物理研究方法之二：图像法）【师】：在研究匀速运动时，我们可以用公式（x=vt)和图象（x-t图）来表示其运动规律，弹簧振子振动时相对平衡位置的位移X也在随时间t变化着，我们今天首先用图像法来研究其运动规律。
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人教版物理选修3-4第11章《机械振动》专题11.1简谐运动精选练习一夯实基础1．(2019·山东省临朐一中高二下学期月考)关于简谐运动，下列说法正确的是( )A．位移的方向总指向平衡位置B．加速度方向总和位移方向相反C．位移方向总和速度方向相反D．速度方向跟位移方向相同【答案】B【解析】：简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动中位移的方向总是背离平衡位置的，故A选项错误；加速度的方向总是指向平衡位置的，故B 选项正确；位移方向与速度方向可能相同，也可能相反。
故C、D选项错误。
2.一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是( )A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过同一位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D【解析】：若位移为负值，加速度一定为正值，而速度有两种可能的方向，所以速度不一定为正值，故A错误；质点通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，故B错误。
质点每次通过同一位置时，位移相同，加速度一定相同，而速度不一定相同，故C错误，D正确。
3.下列情形中不属于机械振动的是( )A.水中浮标上下浮动B.秋千的摆动C.拨动后的琴弦D.表针沿表盘转动【答案】D【解析】物体做机械振动时存在某一平衡位置,且物体在这一位置两侧往复运动,A、B、C选项中描述的运动均符合这一要求,D选项表针做圆周运动,它并不是在某一位置两侧往复运动,故D选项不属于机械振动。
4.(多选)从运动特点及运动的性质来看,简谐运动是一种( )A.匀速运动B.变速运动C.匀变速运动D.加速度不断变化的运动【答案】B、D【解析】由于简谐运动物体的位移随时间的变化规律为正弦规律,由此可得,该物体的速度、加速度的大小和方向都做周期性的变化,故A、C错,B、D对。
5.(多选)下列说法中正确的是( )A.弹簧振子的平衡位置一定在弹簧的原长位置B.弹簧振子的平衡位置可能在弹簧的原长位置C.弹簧振子的运动是简谐运动D.弹簧振子的运动是振动,不是简谐运动【答案】选B、C【解析】通过水平、竖直弹簧振子来分析其平衡位置,水平弹簧振子其平衡位置就在弹簧原长的位置。
在竖直悬挂的弹簧下端固定一个钢球,它们组成了一个振动系统,其平衡位置不在弹簧的原长位置,而是在弹力与重力平衡(即合力为零)的位置,故A错,B对;弹簧振子的运动满足位移随时间按正弦规律变化,是简谐运动,故C对,D错。
6.(2019·北京101中学高二下学期期中)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox轴。
向右为x轴正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为( )【答案】A【解析】：由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图象为余弦函数，A项正确。
7.某弹簧振子的振动图象如图所示,将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开,同时开始计时,则在t=0.15s时( )A.振子正在做加速度减小的加速运动B.振子正在做加速度增大的减速运动C.振子速度方向沿x轴正方向D.振子的位移一定等于2cm【答案】B【解析】振子正向负的最大位移处运动,加速度在增大,速度在减小,故A错、B对;振子的速度方向沿x轴负方向,C错;在0.1～0.2s内振子做变速运动,故振子的位移不等于2cm,D错。
8.(多选)如图是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图象，下列有关该图象的说法正确的是( )A．该图象的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置B．从图象可以看出小球在振动过程中是沿t轴方向移动的C．为了显示小球在不同时刻偏离平衡位置的位移，让底片沿垂直x轴方向匀速运动D．图象中小球的疏密显示出相同时间内小球位置变化快慢不同【答案】ACD【解析】：该图象的坐标原点是建立在弹簧振子的平衡位置，小球的振动过程是沿x轴方向移动的，故A对，B错。
由获得图象的方法知C对。
频闪照相是在相同时间留下的小球的像，因此小球的疏密显示了它的位置变化快慢，D对。
9.(多选)弹簧上端固定在O点，下端连接一小球，组成一个振动系统，如图所示，用手拉一小段距离后释放小球，小球便上下振动起来，关于小球的平衡位置，下列说法正确的是( )A．在小球原来静止的位置B．在弹簧处于原长的位置C．在小球速度最大的位置D．在小球加速度为零的位置【答案】ACD【解析】：小球原来静止时的位置为平衡位置，小球在平衡位置附近做往复运动，在平衡位置处速度最大，加速度为零，故选项B错误，ACD正确。
10.如图所示是某弹簧振子做简谐运动的位移随时间变化的图象,求:(1)振子在从计时时刻起20s内通过的路程。
(2)在30s末,振子的位移。
【答案】:(1)60cm (2)30cm,方向沿x轴的负方向【解析】(1)由图可知,振子离开平衡位置的最大距离为30cm,在20s内正好一个来回,故通过的路程为60cm。
(2)由图可知:在30s末,振子的位移大小为30cm,方向沿x轴的负方向。
二提升训练1.(多选)如图甲所示，一弹簧振子在A、B间振动，取向右为正方向，振子经过O 点时为计时时刻，其振动的x－t图象如图乙所示，则下列说法中正确的是( )A．t2时刻振子在A点B．t2时刻振子在B点C．在t1～t2时间内，振子的位移在增大D．在t3～t4时间内，振子的位移在减小【答案】AC【解析】：振子在A点和B点时的位移最大，由于取向右为正方向，所以振子运动到A点有正向最大位移，在B点有负向最大位移，则t2时刻，振子在A点，t4时刻，振子在B点，故选项A正确，选项B错误；振子的位移是以平衡位置为起点，所以在t1～t2和t3～t4时间内振子的位移都在增大，故选项C正确，选项D 错误。
2.如图所示，一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10cm的A、B 两点，历时0.5s，过B点后再经过t＝0.5s，质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点从离开O点到再次回到O点历时(O点为AB的中点)( ) A．0.5s B．1.0s C．2.0s D．4.0s【答案】B【解析】：根据题意，由振动的对称性可知：O点为平衡位置，A、B两点对称分布在O点两侧，质点从O点向右运动到B点的时间应为t OB＝×0.5s＝0.25s。
质点从B点向右到达最大位移处(D点)的时间t BD＝×0.5s＝0.25s。
所以质点从离开O点到再次回到O点的时间t＝2t OD＝2×(0.25＋0.25)s＝1.0s，故正确选项为B。
3.如图所示为某质点在0～4s内的振动图象,则( )A.质点在3s末的位移为2mB.质点在4s末的位移为8mC.质点在4s内的路程为8mD.质点在4s内的路程为零【答案】C【解析】振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移。
位移是矢量,有大小,也有方向。
因此3s末的位移为-2m,4s末的位移为零。
路程是指质点运动的路径的长度,在4s内应该是从平衡位置到最大位移位置这段距离的4倍,即为8m,C正确。
4.(2019·北京师大附中高二下学期期中)如图1所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。
取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是( )A．t＝0.8s时，振子的速度方向向右B．t＝0.2s时，振子在O点右侧6cm处C．t＝0.4s和t＝1.2s时，振子的加速度完全相同D．t＝0.4s到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大【答案】D【解析】：由图可知t＝0.8s时，振子在平衡位置向左运动，A错误；由图2可看出，当t＝0.2s时，x>6cm，故B错误；当t＝0.4s和t＝1.2s时，振子分别在B、A两点，加速度大小相等，方向相反，C错误；在0.4s～0.8s时间内，振子由最大位移处向平衡位置运动，速度越来越大，D正确。
5.(2019·上海市长宁区高三第一学期期末)如图所示，弹簧振子在B、C两点间做无摩擦的往复运动，O是振子的平衡位置。
则振子( )A．从B向O运动过程中位移一直变小B．从O向C运动过程中加速度一直变小C．从B经过O向C运动过程中速度一直变小D．从C经过O向B运动过程中速度一直变小【答案】A【解析】：振子从B向O运动时，是向着平衡位置移动，位移变小，故A正确；振子从O向B运动时，是从平衡位置向最大位移运动的过程，所以位移变大，加速度变大，故B错误；从B经过O向C运动过程中速度先增大后变小，故C错误；从C经过O向B运动过程中速度先增大后变小，故D错误。
6．如图所示为某物体做简谐运动的图象，下列说法中正确的是( )A．物体在0.2s时刻与0.4s时刻的速度相同B．物体在0.6s 时刻与0.4s时刻的动能相同C．0.7～0.9s时间内物体的加速度在减小D．0.9～1.1s时间内物体的势能在增加【答案】AB【解析】：由图可知，物体在0.2s与0.4s时刻都向正x方向运动，速度大小相等，A正确；物体在0.6s与0.4s时刻速度大小相等，动能相同，B正确；物体在0.7～0.9s内加速度在增大，C错误；物体在0.9～1.1s内势能在减小，D错误。
7.(多选)如图所示是质点做简谐运动的图象。
由此可知( )A.t=0时,质点位移、速度均为零B.t=2s时,质点位移最大、速度为零C.t=4s时,质点位移为零、速度负向最大D.t=8s时,质点停止运动【答案】B、C【解析】t=0时,速度最大,位移为零,A错;t=2s时,质点位移最大、速度为零,B 对;t=4s时,质点经过平衡位置,位移为零,速度沿负方向最大,C正确;t=8s时,质点位移为零,速度最大,D错。
8.(2019·山东省烟台市高二下学期检测)一个质点做简谐运动，它的振动图象如图所示，则( )A．图中的曲线部分是质点的运动轨迹B．有向线段OA是质点在t1时间内的位移C．有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移D．有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的速率【答案】C【解析】：图中的曲线部分是质点的位移与时间的对应关系，不是质点的运动轨迹，故A错；质点在t1时间内的位移，应是曲线在t1时刻的纵坐标，故B错，C 对；质点在t1时刻的速率应是曲线在t1时刻所对应的曲线的斜率，故D错。
9.如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线。
从三个图线可知，这三个物体振动的共同特点是具有______，三个物体中，最简单的振动是_________________。
图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8cm/s，则此人的心率是_______次/分。