内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《第一节简谐运动》导学案 新人教版选修32

《简谐运动》教学设计扬州小学教育集团树人学校王俊—、设计思路人教版老教材从动力学特征的角度定义简谐运动，不符合学生用运动学特征对质点运动进行分类的认知习惯。

人教版新教材把“位移与时间的关系遵从正弦函数规律的振动”称为简谐运动，尊重学生的认知规律，有利于简谐运动的教学。

正因为如此, 通过科学探究，让学生认识弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线，是本节课教学的关键所在。

本节课的教学以“探究弹簧振子的振动图彖”为线索而展开，将学生的认知过程和探究过程合理链接，实现了物理知识和科学方法、定性探究和定量探究、实验探究和理论探究的有机融合，让学生在学习物理知识的同时应用物理思想方法，体验科学探究的一般过程：“提出问题f 制定方案f收集数据f处理数据f猜想结论f分析论证f得岀结论f误差分析”。

木节课的实验探究和理论探究都是教师引导下的学生探究，主要引导方式：问题链。

两个探究实验分别是水摆和模拟频闪照片。

设计水摆实验的目的是：(1)定性验证学生对振动图像图样的猜想；(2)让学生理解振动图象“吋间轴”的展开过程。

设计模拟频闪照片实验的目的是：(1)让学生休验利用图象处理数据的方法；(2) 让学生经历利用假设法定量论证振动图象函数性质的过程。

水摆是用饮料瓶制作而成的，实验中利用毛笔书法水写布代替照相机的底片。

模拟频闪照片的实验原理也很简单，就是利用视频播放软件获得弹簧振子振动视频的每一帧照片，根据照片记录不同时刻振子的位移并绘制振动图像。

从实验结果上看，这两个实验都没有利用位移传感器精确，但这样做可以让学生建立--种观点：科学探究并不是遥不可及的，它不一定要借助很先进的工具和仪器，最简单易行的方法也是好方法。

二、教学目标1・知识与技能(1)知道弹簧振子理想模型和简谐运动的运动学定义；(2)知道弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线，并理解振动图象的物理意义；(3)理解振动图象“吋间轴”的展开过程，会将底片的位移转换成振动吋间。

人教版高中物理选修(3 4) 11.1《简谐运动》学案1人教版高中物理选修(3-4)-11.1《简谐运动》学案1第一节简谐运动学习目标：（1）了解什么是机械振动；（2）掌握简谐运动恢复力的特点；（3）掌握从图形图象分析简谐振动位移随时间变化的规律（4）通过简谐运动图象分析回复力,加速度,速度随时间变化规律知识梳理一机械振动1.机械振动的定义：1.机械振动的定义：1.机械振动的定义：2.机械振动的条件：2.机械振动的条件：2.机械振动的条件：2.机械振动的条件：2.机械振动的条件：2.U\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\给出一些生活实例描述：机械振动是自然界中一种常见的运动形式，必须是变速运动强化训练1．随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动来提示人们。

振动原理很简单：是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动。

当叶叶片旋转后，电机振动。

您认为刀片的形状如下图所示（）2．关于机械振动，下列说法正确的是（）a、往复运动是机械振动b．机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用c．机械振动是受回复力作用d．回复力是物体所受的合力3．下述说法中正确的是（）a、树枝在风中的晃动是振动B。

打篮球时，篮球的运动是振动c．人走路时手的运动是振动d、旋转砂轮边缘一点的运动是振动，圆心可视为振动中心的二次谐波运动（1）弹簧振子（理想化的模型）:：__________________________________（2）简谐运动：_______________________________________________（3）简谐运动的规律：① 在平衡位置：速度、动能、动量；位移uu弹性uu加速度uu。

②在离开平衡位置最远时：速度___、动能___、动量___；位移___、回复力___、加速度___。

③ 振动中的位移X是______________________________。

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第六节互感和自感学案1》导学案【学习重点】自感现象，自感系数。

【学习难点】对自感有关规律的熟悉。

【学习方式】自主学习，合作探讨【学习进程】一、复习旧课，引入新课一、引发电磁感应现象的条件是什么？二、楞次定律的内容是什么？二、新课学习1.自主学习问题：在法拉第的实验中两个线圈并无效导线连接，当一个线圈中的电流转变时，在另一个线圈中什么缘故会产生感应电动势呢？（一）互感现象两个线圈之间并无导线相连，但当一个线圈中的电流转变时，它所产生的转变的磁场会在另一个线圈中产生。

这种现象叫做，这种感应电动势叫做。

利用互感现象能够把由一个线圈传递到另一个线圈。

变压器确实是利用互感现象制成的。

(二)、自感现象自感电动势2.课堂合作探讨实验（一）通电自感现象1.阅读讲义22页演示实验，注意观看并记录实验现象。

2. 阅读讲义22页自感现象有关内容，试运用已学过的电磁感应的知识分析产生这种现象的缘故。

（小组讨论分析）实验（二）通电自感现象1.阅读讲义23页演示实验，注意观看并记录你观看到的实验现象2. 结合讲义第23页试探与讨论，运用已学过的电磁感应的知识来分析产生这种实验现象的缘故。

（小组讨论分析）讨论：在如下图的电路中，当开关S断开刹时，灯泡A是不是必然会更亮一下？更亮一下的条件是什么？。

总结实验，得出结论：当导体中的电流转变时，导体本身产生感应电动势。

那个电动势导体中原先电流的转变。

这种由于导体本身的电流发生转变而产生的电磁感应现象叫自感现象，自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。

自感电动势总阻碍导体中原电流的转变。

具体而言：①若是导体中原先的电流是增大的，自感电动势就要阻碍原先电流的增大。

②若是导体中原先的电流是减小的，自感电动势就要阻碍原先电流的减小。

(三)自感系数（学生阅读教材，了解自感电动势的推导进程，完成以下内容）自感电动势的表达式 E= 。

其中L称为线圈的，简称或。

自感系数的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯有关。

第一节简谐运动教学目标：（一）知识与技能1、知道什么是弹簧振子，理解振动的平衡位置和位移。

2、知道弹簧振子的位移－时间图象，知道简谐运动及其图象。

（二）过程与方法通过对简谐运动图象的绘制，认识简谐运动的特点。

（三）情感、态度与价值观1、通过对简谐运动图象的绘制，培养认真、严谨、实事求是的科学态度。

2、从图象中了解简谐运动的规律，培养分析问题的能力及审美能力（逐步认识客观存在的简洁美、对称美等）。

教学重点：理解简谐运动的位移－时间图象。

教学难点：根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向。

教学方法：实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示教学用具：一端固定的钢尺、单摆、音叉、小槌、水平弹簧振子、竖直弹簧振子、CAI 课件教学过程：（一）引入新课在自然界中有一种很常见的运动，如微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、水中浮标的上下浮动、担物行走时扁担的颤动、声带的振动、地震时大地的剧烈振动……，这些物体的运动称之为机械振动，简称振动。

振动是自然界中普遍存在的一种运动形式。

（演示振动实例，建立振动的概念，归纳振动的特点）演示：一端固定的钢尺、单摆、水平和竖直的弹簧振子、穿在橡皮绳上的塑料球、音叉的叉股等物体的振动问题：这些物体的运动各不相同，运动轨迹有的是直线，有的是曲线；运动方向有的在水平方向，有的在竖直方向；物体各部分的运动情况有的相同、有的不同……，那么它们的运动有什么共同特征呢？归纳：物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动。

物体振动时有一个中心位置，如琴弦振动的中心位置就是琴弦静止时或未开始振动时的位置。

这个位置称为平衡位置。

（1）平衡位置：物体振动时的中心位置，振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置。

（2）机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动。

（3）振动特点：振动是一种往复运动，具有周期性和往复性。

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第五节电磁感应规律的应用学案》导学案二、学习新课（一）、电磁感应现象中的感生电场一、感生电场19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，转变的磁场会在周围空间激发一种电场，咱们把这种电场叫做感生电场。

如下图，若是空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或说导体中产生感应电动势。

感应电场是产生 或 的缘故，感应电场的方向也能够由 来判定。

感应电流的方向与感应电场的方向 。

二、感生电动势 （1）产生：磁场转变时会在空间激发 ，闭合导体中的 在电场力的作用下定向运动，产生感应电流，即产生了感应电动势。

这种情形，所谓的非静电力确实是这种 。

（2）概念：由感生电场产生的感应电动势称为 。

（3）感生电电动势方向判定： 定那么。

（4）感生电动势在电路中的作用确实是充当 ，当它和外电路连接后就会对外电路供电。

例题，在空间显现如下图的闭合电场，电场线为一簇闭合曲线，这可能是（ ）A ．沿AB 方向磁场在迅速减弱 B. 沿AB 方向磁场在迅速增强C. 沿BA 方向磁场在迅速减弱D. 沿BA 方向磁场在迅速增强总结：已知感应电场方向求原磁通量的转变情形的大体思路是：感应电场的方向 感应磁场的方向 磁通量的转变情形 应用——电子感应加速器（书第19页例题）问题1.电磁铁中通有图中所示方向的恒定电流。

真空室中的电子受力如何？2.电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流。

所激发的磁场和感应电场如何？真空室中的电子受力如何？能使电子加速吗？ E BA ？？ ？？3. .电磁铁中通有图示方向均匀减小的电流。

所激发的磁场和感应电场如何？真空室中的电子受力如何？能使电子加速吗？（二）、、电磁感应现象中的洛伦兹力导体切割磁感线时会产生感应电动势，该电动势产生的机理是什么呢？（书20页试探与讨论）导体切割磁感线产生的感应电动势与哪些因素有关？它是如何将其他形式的能转化为电能的？一、动生电动势（1）产生：运动产生动生电动势。

11.2、简谐运动的描述示范教案教学目标：1．知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。

2．理解周期和频率的关系。

3．知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关。

重点难点：振幅、周期和频率的物理意义；理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。

教学方法：实验观察、讲授、讨论，计算机辅助教学教具：弹簧振子，音叉，教学过程1．新课引入上节课讲了简谐运动的现象和受力情况。

我们知道振子在回复力作用下，总以某一位置为中心做往复运动。

现在我们观察弹簧振子的运动。

将振子拉到平衡位置O的右侧，放手后，振子在O点的两侧做往复运动。

振子的运动是否具有周期性？在圆周运动中，物体的运动由于具有周期性，为了研究其运动规律，我们引入了角速度、周期、转速等物理量。

为了描述简谐运动，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和频率。

2．新课讲授实验演示：观察弹簧振子的运动，可知振子总在一定范围内运动。

说明振子离开平衡位置的距离在一定的数值范围内，这就是我们要学的第一个概念——振幅（1）、振幅A：振动物体离开平衡位置的最大距离。

我们要注意，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，而不是最大位移。

这就意味着，振幅是一个数值，指的是最大位移的绝对值。

【板书】2、振动的周期和频率（1）、振动的周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动的时间振动的频率f：单位时间内完成全振动的次数。

（2）、周期的单位为秒（s）、频率的单位为赫兹（Hz）。

实验演示：下面我们观察两个劲度系数相差较大的弹簧振子，让这两个弹簧振子开始振动，用秒表或者脉搏计时，比较一下这两个振子的周期和频率。

演示实验表明，周期越小的弹簧振子，频率就越大。

【板书】(3)、周期和频率都是表示振动快慢的物理量。

两者的关系为：T=1/f 或f=1/T 举例来说，若周期T=0.2s，即完成一次全振动需要0.2s，那么1s内完成全振动的次数，就是1/0.2=5s-1.也就是说，1s钟振动5次，即频率为5Hz.【板书】3、简谐运动的周期或频率与振幅无关实验演示（引导学生注意听）：敲一下音叉,声音逐渐减弱,即振幅逐渐减小,但音调不发生变化,即频率不变.【板书】振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期或固有频率.例如:一面锣,它只有一种声音,用锤敲锣,发出响亮的锣声, 锣声很快弱下去,但不会变调.摆动着的秋千,虽摆动幅度发生变化,但频率不发生变化.弹簧振子在实际的振动中, 会逐渐停下来,但频率是不变的.这些都说明所有能振动的物体,都有自己的固有周期或固有频率.巩固练1．A、B两个完全一样的弹簧振子，把A振子移到A的平衡位置右边10cm，把B振子移到B的平衡位置右边5cm，然后同时放手，那么：A.A、B运动的方向总是相同的.B.A、B运动的方向总是相反的.C.A、B运动的方向有时相同、有时相反.D.无法判断A、B运动的方向的关系.作业1．动手作业：同学们自己制作一个弹簧振子,观察其运动.分别改变振子振动的振幅、弹簧的劲度和振子的质量，其周期和频率是否变化?2．书面作业：把课本10页练习二（1）、(2)题做在练习本上.。

机械振动和机械波·简谐运动·教案一、教学目标1．在物理知识方面要求：(1)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规律(定性)。

2．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；通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。

3．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。

二、重点、难点分析1．重点是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。

回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。

2．偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆，这是难点。

在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂，比较困难。

三、教具1．演示机械振动钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球。

气垫弹簧振子、微型气源。

2．分析相关物理量的变化计算机、软盘、彩电(29吋，代彩显)，投影幻灯、投影片、彩笔。

四、主要教学过程(一)引入新课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)教学过程设计1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请同学举例说明什么样的运动是振动？说明微风中树枝的颤动、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。

演示几个振动的实验，要求同学边看边想：物体振动时有什么特征？(1)一端固定的钢板尺(2)单摆(3)弹簧振子(4)穿在橡皮绳上的塑料球提出问题：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？在同学回答的基础上归纳出：物体振动时有一中心位置，物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第二节探讨电磁感应的产生条件》导学案【学习难点】：感应电流的产生条件。

【学习方式】：实验观观点、分析法、实验归纳法、教学法【实验器具】：条形磁铁（两个），导体棒，示教电流表，线圈（粗、细各一个），学生电源，开关，滑动变阻器，导线假设干，【学习进程】：（一）温习磁通量（φ）的概念：什么叫磁通量？它是如何概念的？公式是如何的？通常情形下如何表示？（1）概念：，用表示。

磁通量确实是表示穿过那个面的。

（2）公式：（3）单位： 1wb= T·m2【新课教学】1．史料介绍第一让咱们把目光投向1820年4月的一天，丹麦物理学家奥斯特在一次演讲中，可巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针，当电源接通时，小磁针竟然转动了，听众中可能没有人注意到这一现象，但奥斯特却为这一发觉感到振奋，这确实是后来闻名的奥斯特实验。

奥斯特实验揭露了电能够产生磁，那反过来磁可否产生电呢？那时很多物理学家都进行了艰巨的探讨，如法国的安培、瑞士的科拉顿等，但均以失败告终。

最后只有英国的法拉第通过十年的不懈尽力，终于为咱们找到了答案，磁能够产生电，可是有条件的，下面就让咱们沿着昔时法拉第探讨的足迹，来探讨一下产生电磁感应所需要知足的条件吧。

2．探讨电磁感应的产生条件探讨实验一：闭合电路的部份导体切割磁感线，如下图①学生操作实验，记录观看结果表1②小组讨论，归纳：当闭合电路的部份导体运动时，电路中会产生感应电流还有哪些情形能够产生感应电流呢？探讨实验二：向线圈中插入磁铁，把磁铁从线圈中拔出如下图。

把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。

观看电流表的指针，把观看到的现象记录在表2中。

①学生操作实验，记录观看结果表2导体棒动作指针是否偏转水平向右运动水平向左运动斜向运动竖直上下运动磁铁的动作表针摆动方向磁铁的动作表针摆动方向N极插入线圈S极插入线圈N极停在线圈中S极停在线圈中N极从线圈中抽出S极从线圈中抽出②小组讨论，归纳：探讨实验三：仿照法拉第的实验如下图。

内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第三节简谐运动的答复力和能量》导学案3.用能量守恒的观点，分析水平弹簧振子中动能，势能，总能量的转变规律．【学习难点】明白得答复力概念，对振动形成缘故的熟悉【方式指导】自主探讨、交流讨论、自主归纳【学习进程】（一）简谐运动的答复力问题：振动形成的缘故：（以水平弹簧振子为例）试探：（如下图）当把小球从它静止的位置即平稳位置O拉开一小段距离到A再放开后，它什么缘故会在A--O--B之间振动呢？1.简谐运动的答复力①答复力概念：振动物体偏离平稳位置后，所受到的总要使它回到且方向始终指向的力，通常把那个力称为。

②答复力的方向：老是指向。

振动的平稳位置O也能够说成是振动物体振动时受到的答复力为零的位置。

③答复力是依照命名的。

④答复力来源：关于水平方向的弹簧振子，振子所受的答复力就是答复力也能够是重力、弹力或摩擦力，或几个力的合力，或某个力的分力等。

例如：如图11—3～1甲所示，水平方向的弹簧振子，振子所受的答复力确实是；如图乙所示，竖直方向的弹簧振子，弹力和重力的合力充当答复力；如图丙所示，m 随M一路振动，m的答复力是静摩擦力．（振子由于而离开平稳位置，当振子离开平稳位置后，振子所受的老是使振子回到平稳位置，如此不断地进行下去就形成了振动。

）2.简谐运动的动力学特点：问题：弹簧振子振动时，不同的位置位移不同，答复力也不同，那答复力与位移又有什么关系呢（小组讨论）？表达式：式中F为，x为 k为，负号表示理论研究说明，若是质点所受的力与它，而且，质点的运动确实是简谐运动。

简谐运动的动力学特点：做简谐运动的质点，答复力总知足的形式。

说明式中F为答复力；x为偏离平稳位置的位移；k是比例常数。

关于弹簧振子，k是劲度系数，关于其他物体的简谐运动，k是比例常数；负号表示答复力与位移的方向总相反。

这确实是简谐运动的动力学特点。

这也是判定物体是不是做简谐运动的方式两种判定物体是不是做简谐运动的条件：①x-t图像为正弦曲线②F-x 知足 F=-kx的形式做一做：用第二种方式来判定竖直的弹簧拉一个小球的振动是不是简谐运动？【模型】竖直方向的弹簧振子（1）平稳位置：受力特点：（2）当小球向下偏离平稳位置o拉动x长度到C时，弹簧的弹力：（3）对振子在C位置进行受力分析，规定向下为正方向，那么振子所受的答复力为：（4）答复力与位移关系是不是知足F=-kx的形式？（5）答复力由哪几个力提供？【练习】见讲义12页第一题（二）简谐运动的能量1.简谐运动的能量一样指振动系统的，振动的进程确实是和相互转化的进程．(1)在最大位移处，最大，为零；(2)在平稳位置处，最大，最小．(3)在简谐运动中，振动系统的机械能，因此简谐运动是一种的模型．2．决定能量大小的因素振动系统的机械能跟有关，越大，机械能就越大，振动就越强．练习：关于弹簧振子做简谐运动时的能量，以下说法正确的有（）A．等于在平稳位置时振子的动能B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和D．位移越大振动能量也越大3.振动具有周期性和重复性，在振动进程中，相关物理量的转变情形分析，只需分析一个循环即可。