《简谐运动的图像》
一、教学三维目标 （一）知识与技能
1、知道振动图像的物理含义。
2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。 3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。 （二）过程与方法
1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律，提高运用工具解决物理问题的能力。
2、分析简谐运动图像所表示的位移，速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律，培养抽象思维能力。 （三）情感态度与价值观
1、描绘简谐运动的图像，培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。 2、从图像了解简谐运动的规律，培养学生分析问题的能力，以及审美能力（逐步认识客观存在着简洁美、对称美等）。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1、重点
（1）简谐运动图像的物理意义。 （2）简谐运动图像的特点。 2、难点
（1）用描点法画出简谐运动的图像。 （2）振动图像和振动轨迹的区别。
（3）由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。 3、疑点
能用正弦（或余弦）图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。 4、解决办法
（1）通过对颗闪照相的分析，利用表格，通过作图比较，认识简谐运动的特点。 （2）复习数学中的正弦（或余弦）图像知识；比较几种典型运动（匀速直线运动，匀加速、匀减速直线运动）的图像与简谐运动图像的区别。
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三、课时安排 1课时
四、教具、学具准备
自制幻灯片、幻灯机（或多媒体课件）、音叉（带共鸣箱）（附小槌、灵敏话筒、示波器）。 五、学生活动设计
1、学生观看多媒体课件，观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。
2、学生根据表格画出s-t图
3、学生分组讨论，确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。 六、教学步骤 ［导入新课］ 提问
1、在匀速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？（是一条过原点的直线）
2、在匀变速直线运动中，设开始计时的那一时刻位移为零，则运动的位移图像是一条什么线？ （根据s＝
at,运动的位移图像是一条过原点的抛物线）
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那么，简谐运动的位移图像是一条什么线？ ［新课教学］
多媒体课件（或幻灯）显示。观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况，这是典型的简谐运动。
观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片，以及接下来1/2周期内的频门照片，已知频闪的频率为9.0Hz提问，相邻两次闪光的时间间隔t。是多少？
时间t0＝s＝0.11s
提问，频闪照片上记录下来什么？
（照片上记录下来每隔t0振子所在的位置）
取平衡位置的右方为正方向。根据频门照片上的读数，列出位移。随时间；变
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化的表格，阅读课本P163的内容。
请同学独立作图，以纵轴表示位移X，横轴表示时间t，根据表格数据在坐标平面上一一描出各个点，并用平滑曲线将各点连接起来，看看究竟是一条什么线？ 简谐运动的位移图像是一条余弦（或正弦）曲线。 一、简谐运动的图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律，简称x-t图像。 注意：不要把简谐运动的图像和振子运动的轨迹混为一谈，简谐运动的图像不是振子运动的轨迹。
例题设水平弹簧振子从平衡位置向正方向运动起开始计时。 （1）画出历时一周期的振动图像。 （2）在上述图像中标出图。
3、在上述图像中标出振子在上述时刻的速度方向。
4、在上述图像中标出振子在上述时刻的加速度方向。（上述各问可让同学讨论后回答）
（复合幻灯片展示，或多媒体课件展示） 从图像中可以得出的物理量有 ①振幅 ②振动的周期T
③某时刻振子的位移大小及方向 ④某时刻振子的速度方向 ⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线
图9-2中（甲）图表示振子从平衡位置向正向最大位移处运动。 （乙）图表示振子从正向最大位移处向平衡位置运动。
等时刻的位移矢量
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甲 乙
图9-2
三、振动图像的广泛应用 心电图、脑电图、地震图等。 （四）总结、扩展
1、简谐运动图像表示了做简谐运动质点的位移随时间变化的规律。是一条正弦（或余弦）函数图像，它不是质点运动的轨迹。
2、在简谐运动图像上可以知道振幅、周期的大小，可以判断位移X、速度v，加速度a、回复力F的方向，还可以比较其大小。
3、一切复杂的振动都不是简谐运动，但它们都可以看做是若于个振幅和频率不同的简谐运动的合运动。
演示：用发声的音叉通过示波器显示音叉振动的图像，反过来振动图像又可以判断物体的振动是否是简谐运动。 七、作业与思考 （一）作业题
1、P167练习三：①②③ 2、小聚焦本节练习 （二）思考题
1、如图所示的简谐运动中，物体在第1s内通过的路程是（ ） A、5cm B、10cm C、15cm D、20cm
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2、做简谐运动的物体的位移—时间曲线如图所示，由图可知，t＝4s时物体的 A、速度为正的最大值，加速度的为零 B、速度为负的最大值，加速度为零 C、速度为零，加速度为正的最大值 D、速度为零，加速度为负的最大值
3、一物体沿x轴做简谐运动，振动图像如图所示，当t＝2s时，振动物体 A、向＋x方向运动，加速度有正的最大值 B、向－x方向运动，加速度有负的最大值 C、向＋x方向运动，速度有最大值 D、向－x方向运动，速度有最大值 4、图9-6为某原点振动图像，从图可知 A、第3秒内质点的位移是－5cm B、第2秒内和第3秒的动量方向相同 C、第2秒内回复力做正功 D、第2秒内的加速度在逐渐增加
（思考题答案：1、B2、D3、D4、AD） 八、板书设计
三、简谐运动的图像 一、简谐运动图像的物理意义
简谐运动的图像表示振子对平衡位置的位移随时间变化的规律。 从图像中可以了解到哪些物理量？ ①振幅 ②推动的周期T
③某时刻振子的位移大小及方向 ④某时刻振子的速度方向 ⑤某时刻振子的加速度方向
二、简谐运动图像中正弦曲线和余弦曲线的物理含义 三、振动图像的广泛应用
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高中物理.《简谐运动的图像和公式》教案教科版选修解析
