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視頻標簽：簡諧運動
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人教版高中物理3-4第一章第一節簡諧運動-武漢
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教學目標
1、知識與技能
（1）了解什么是機械振動、簡諧運動；
（2）掌握簡諧運動的位移圖象。
2、過程與方法：
通過對簡諧運動圖象的繪制，認識簡諧運動的特點。
3、情感、態度與價值觀：
（1）通過觀察演示實驗，概括出機械振動的特征，培養學生的觀察、概括能力。
（2）滲透物理學方法的教育，運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——彈簧振子。
2學情分析
學生已學過幾種基本的運動形式，以及用圖像的方法對運動進行研究。
3重點難點
重點：理解簡諧運動的位移－時間圖象。
難點：簡諧運動的圖象的意義
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】引入新課
我們學習過多種形式的運動，今天學習一種更復雜的運動——機械振動（也簡稱振動）。
振動現象在生活中很常見，同學們能不能舉出一些振動的物體？
什么是振動呢?
活動2【活動】觀察運動
演示：單擺，彈簧振子
問題：這些物體的運動各不相同，有什么共同特征呢？（從物理學的角度）
歸納：物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動
活動3【講授】一、機械振動
定義：物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。
平衡位置：物體振動時的中心位置，振動物體未開始振動時相對于參考系靜止的 位置。
提問：揮手、拍籃球時是不是機械振動？
觀察：這時彈簧振子擺動的幅度比剛開始小了很多，是什么原因呢？
總結：突出主要因素，忽略次要因的思想方法——建立理想化的模型。
活動4【講授】二、彈簧振子
定義：當阻力可以忽略不計時，由小球和輕彈簧組成的系統就成為彈簧振子。（理想化的模型）
問題：忽略哪些次要因素？
歸納：1.阻力 2.彈簧質量 3.小球的尺寸
活動5【活動】三、彈簧振子的位移與時間的關系圖像
引導：研究運動最直觀的方法就是圖像法，如x-t，v-t圖像，我們先來研究振動的位移-時間圖像。
提問：位移是怎樣定義的？
說明：研究振動時所說的位移，都是對于平衡位置（坐標原點）的位移。
實驗設計：
思考1：振子運動很快，我們怎樣才能記錄下小球的位置呢？
回答：頻閃照相
思考2：頻閃照相是在同一張底片上多次曝光，自由落體運動是單向直線運動，很容易判斷各位置與時間的關系。振動的頻閃照片會是什么樣子？能否解決這一問題？
討論回答：1.讓頻閃相機在豎直方向上勻速運動
2.用數碼相機在固定位置每隔0.04s拍攝一張照片，順序排列照片
思考3：時間軸是怎么建立的？
互動實驗：
用數碼相機拍攝彈簧振子的運動視頻
用軟件處理視頻，1s提取25張照片
請學生根據圖片獲取時間和位移數據，并將數據點在坐標紙上描繪出來
（提示：建立坐標系，選取合適的標度，用光滑的曲線連接）
4．展示學生成果
5．由圖象得出結論
學生：在誤差允許的范圍內，振動的x-t圖像遵從正弦函數的規律
提問：怎樣檢驗真的符合正弦規律？
回答：根據圖象寫出數學表達式x=Asin（ωt+φ），將圖像中的點坐標代入表達式進行檢驗
6．老師用計算機進行擬合進一步驗證
結論：彈簧振子的x-t圖像滿足正弦規律。
活動6【活動】四、簡諧運動
定義：質點的位移隨時間按正弦規律變 化的振動，叫做簡諧運動。
簡諧運動的位移－時間圖象為正弦曲線。
簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。
彈簧振子的運動就是簡諧運動。
教師：記錄振動圖像的方法有很多
例如：在小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。
學生活動：一位同學手拿筆來回振動，另一位同學勻速拉紙，得出圖像。
教師：介紹這種方法在實際中的重要應用。如醫院里的心電圖儀、地震儀中繪制地震曲線的裝置等，都用類似的方法記錄振動情況。
活動7【講授】課堂小結
1．物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動。
2．彈簧振子是我們學習的又一個理想化的物理模型。
3．彈簧振子的位移隨時間按正弦規律變化，其位移－時間圖象是一條正弦曲線。這 樣的振動叫做簡諧運動。
4．簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。
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