视频标签:简谐运动的描述
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视频课题:高中物理教科版选修3-4第一章第二节《简谐运动的描述》江西
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高中物理教科版选修3-4第一章第二节《简谐运动的描述》江西省鹰潭市第一中学
教学设计
[课标要求]
能结合简谐运动的振动图像说出简谐运动的振幅、周期和频率 能结合数学的观点初步体会相位的概念
能写出简谐运动的表达式能画出简谐运动的振动图像
[具体分析教学目标]
(1)知识技能:
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。 (2)过程方法:
1、在学习振幅、周期和频率的过程中,培养学生的观察能力和解决实际问题的能力。
2、学会从相位的角度分析和比较两个简谐运动。
(3)情感、态度、价值观:
1、利用设计实验,让学生体会科学的研究方法;
2、从安培力的角度研究洛伦兹力的大小和方向,使学生建立宏观、微观的概念,感受物理规律之美。
(4)教学重点
简谐运动的振幅、周期和频率的概念;相位的物理意义。 (5)教学难点
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。
(5)教学方法
分析类比法、讲解法、实验探索法、多媒体教学
三、学情分析
学生在前面几节课已经学习过简谐运动,因此,学生具备一定的知识基础。但是由于有些学生基础较为薄弱,所以,在本节课之前需要进行一定的知识复习或预习,如简谐运动图像的含义、简谐运动的图像是正弦曲线、简谐运动的位移、简谐运动平衡位置的特点等等。由简单的直线运动到复杂的曲线运动,在到现在跟复杂的简谐运动,很多知识点要反复对学生讲解,同时,高三学生对实验比较感兴趣,并且具有一定的逻辑推理能力,因此在本节课开始阶段采用了实验的方式引入,以激发学生的学习兴趣;在本节课的教学过程中,采用了推理、分析等手段,并为学生设置了阶梯式的问题作为引导,以达到教学目标。
四、教学过程
资源准备、教师活动、预计时间
学生活动、预计时间 设计意图 一、新课引入
资源准备:多媒体动态视频 预计时间:5分钟
复习引入,在前面我们已经认识了简谐运动,那么首先我们先来回顾如下几个概念。 1什么是机械运动? 2弹簧振子有什么特征? 3什么是简谐运动?
我们已经知道了简谐运动是一种周期性变化的运动,那么我们也可以用振幅、周期、频率和相位等物理量来描述简谐运动。 ? 观察实验现象: 1、机械振动:物体在平衡位置(中心位置)两侧附近所做往复运动。通常简称为振动。
平衡位置:振子原来静止时的位置 2、弹簧振子:理想化模型:不计阻力、弹簧的质量与小球相比可以忽略。
通过实验设置疑问,激发学生的学习兴趣; 利用多媒体动态实验,让学生体会科学的研究方法
二、进入新课
观看动态实验 预计时间:25分钟 (1) 振幅—— 振幅与位移有何区别? 完成一次全振动的振幅与路程之间的关系
(2)
(1)
小组讨论,由学生回答,教师总结: 1、定义:振动物体离开平衡位置的最大距离
2、物理意义:振幅是描述振动强弱的
物理量。
振幅的2倍表示振动物体运动范围的大小 3、单位:米(m) 4、振幅是最大位移的数值,对于一个振动,位移时刻变化,振幅不变,位移是矢量,振幅是标量 5、完成一次全振动路程是振幅的四倍 (2) 1、周期T:做简谐运
引导小组讨论,互相比
O A A
周期—— 频率——
1、请设计一个测量弹簧振子周期的方法? 2、请利用所给器材,设计实验探讨弹簧振
子振动的频率与振幅是否有关?可能与哪些因素有关?
完成一次全振动的振幅与路程之间的关系?
(3)
观察弹簧振子运动分析
速度随时间变化
位移随时间不会
即动能势能随时间变化情况
动的物体完成一次全振动所需要的时间.单位:s. 2、
频率 f:做简谐运动的物体单位时间内完成全振动的次数. 单位:Hz. 3、 关系: 4、 频率与弹簧振子的劲度系数及质量有关
(3)
请学生小组讨论,再由每小组代表来回答, 互相比较 较,培养学
生的推导能力。
让学生理解简谐运动;培养学生对事物的认知能力。
掌握简谐运动位移时间关系、及动态变化。 。
1
Tf
(4)描述简谐运动的位移时间图像即X-t图像
sin()xAt
1. A 叫简谐运动的振幅.表示简谐运动的强弱. 2. 叫圆频率.表示简谐运动的快慢. 它与频率的关系: =2f 3.“ t+” 叫简谐运动的相位.表示简谐运动所处的状态. 4.从简谐运动图象上可以读出以下信息 (1)振幅——最大位移的数值。 (2)振动的周期——一次周期性变化对应的时间。 (3)任一时刻位移、加速度和速度的方向。 (4)两位置或两时刻对应位移、加速度和速度的大小关系。
(4)
多媒体实验展示:振子位移随时间变化过程
学生小组分析讨论
得出最初的位移时间关系
小组实验,
请几位同学来自主进行描画
位移时间图像,向大
家展示
由圆的旋转矢量进行数据论证
由老师归纳总结位移时间关系及简谐运动函数表达式
t x
o
三、小结与练习
预计时间:9分钟 【小结】
一、描述简谐运动的物理量 振幅:描述振动强弱; 周期和频率:描述振动快慢; 相位:描述振动步调.
二、简谐运动的表达式:
三、练习
下图是甲乙两弹簧振子的 x – t 图象,两振动振幅之比为______,频率之比为_____ , 甲和乙的相差为_____
让学生学会推导带简谐运动表达式;学生学会位移时间图像读取简谐运动的相关物理量,深刻了解X-t图像物理量的意义,从而在下一子与波形图进行对比分析是不要出差错
四、作业
预留下节课问题:
单摆振动是简谐运动吗?
方法一:从单摆的振动图象判断
方法二:从单摆的受
sinxAt
如何验证?
力特征判断
根据提示,学生讨论、课后完成
五、板书设计:
位移相同的p和p’两位置:
位移大小相同,方向不同 加速度大小相同,方向不同 速度大小相同
BCEpEp
'ppEk
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