约3870字。
简谐运动的图象
一、教学目标:
1.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。
2.能根据图象直接读出振动的振幅、周期(频率)和任一时刻的位移,分析运动速度和加速度的变化及方向,从而由图象了解物体的运动情况。
二、重点难点:
1.简谐运动图象的物理意义。
2.简谐运动图象的应用。
三、教学方法:
实验观察、计算机辅助教学
四、教 具:
弹簧振子,音叉,投影仪,计算机,大屏幕,自制CAI课件
五、教学过程
(一)引入新课
同学们知道,物体的运动规律可以用数学图象来描述。
问:“你能说出那些运动图象?”
学生讨论后回答:位移图象、速度图象。
引导学生说出匀速直线运动的位移s=vt,其图象是一条过原点的直线;初速度为零的匀加速直线运动的位移s=at2/2,其图象是一条过原点的抛物线;匀速直线运动的速度不变,图象是一条平行时间轴的直线;初速度为零的匀加速直线运动的速度vt=at, 其图象是一条过原点的直线.(教师可在黑板上画出相应的图象或让学生到黑板上画出来)
虽然简谐运动是较复杂的机械运动,其运动规律也可以用图象表示。本节课我们来讨论简谐运动的图象。
【板书】三 简谐运动的图象(或投影)
(二)进行新课
中学阶段,我们不讨论简谐运动的速度图象,只讨论简谐运动的位移图象,而且把简谐运动的位移图象叫做简谐运动的振动图象。
【板书】1、简谐运动的位移图象——振动图象(或投影)
简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢?简谐运动的位移指的是什么位移?(相对平衡位置的位移)
投影显示课本所示的弹簧振子的频闪照片,引导学生观察。
取水平向右为位移的正方向,可得图示各时刻振子相对平衡位置的位移。
投影:第一个T/2,(T=1.33s)
时间t 0 t0 2t0 3t0 4t0 5t0 6t0
位移x/mm -20.0 -17.8 -10.1 0.1 10.3 17.7 20.0
第二个T/2,
时间t 6t0 7t0 8t0 9t0 10t0 11t0 12t0
位移x/mm 20.0 17.7 10.3 0.1 -10.1 -17.8 -20.0
以纵轴表示位移x,横轴表示时间t,根据表格中的数据在坐标平面上描出各个点,并用平滑曲线将各点连接起来,得一条余弦曲线。(在黑板一边画出,如图1)
这就是弹簧振子做简谐运动的振动图象.
弹簧振子的振动图象,还可以用带毛笔的弹簧振子在匀速移动的纸带(或玻璃板)上画出来。
【演示】当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线。
说明:匀速拉动纸带时,纸带移动的距离与时间成正比,纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间,因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向,纸带运动的距离就可以代表
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