教案1.1简谐运动

简谐运动教案
简谐运动是指物体在势能变化为简谐函数的作用下，按照正弦或余弦函数规律来运动的现象。

一、教学目标：
1. 理解简谐运动的概念和特点；
2. 掌握简谐运动的基本公式和相关计算方法；
3. 能够应用简谐运动的公式解决实际问题；
4. 培养学生的实验观察和探究能力。

二、教学内容：
1. 简谐运动的概念和特点；
2. 简谐运动的基本公式和相关计算方法；
3. 简谐运动的实验观察和探究。

三、教学重点和难点：
1. 理解简谐运动的概念和特点；
2. 掌握简谐运动的基本公式和相关计算方法。

四、教学方法：
1. 讲授法：通过讲解简谐运动的概念、特点和公式，引导学生理解和掌握相关知识；
2. 实验法：设计简单的实验，让学生观察和记录简谐运动的现象，并从中探究相关规律；
3. 讨论法：通过与学生的互动，引导学生参与讨论和解决问题，培养学生的思维能力和合作意识。

五、教学过程：
1. 导入：通过展示一个简谐运动的实例，引导学生思考什么是简谐运动，并让学生自由讨论；
2. 授课：讲解简谐运动的概念、特点和基本公式，引导学生理解和掌握相关知识；
3. 实验：设计一个简单的实验，观察和记录简谐运动的现象，并让学生进行分析和讨论；
4. 计算：通过一些简单的计算例题，让学生运用简谐运动的公式解决问题；
5. 拓展：引导学生思考简谐运动在实际生活中的应用，如钟摆、弹簧振子等；
6. 练习和总结：布置一些练习题，让学生巩固所学知识，并进行总结和回顾。

六、教学评价：
1. 通过实验的观察和记录，评价学生的实验观察和探究能力；
2. 通过练习题的完成情况，评价学生对简谐运动的理解和应用能力。

学习好资料欢迎下载板书：简谐运动一：机械运动在高一的时候我们学习过匀速直线运动，平抛运动，曲线运动等机械运动，今天我们来学习下运动的另外一种形式—机械振动。

下面我们通过一个视频来了解下机械振动。

（播放视频）通过视频的播放我们知道振动是自然界普通存在的一种运动，所以在高中阶段我们进行机械振动的学习就显得非常必要，好，我们来看几个实验。

（弹簧振子、塑料弹簧振动、单摆）接通电源后，接触面上的小孔就会喷出空气，在滑块与接触面上形成气垫层，那么就会使滑块在接触面上无摩擦的运动(首先我们让弹簧静止，给滑块一个拉力，使滑块离开原来的位置，我们看到滑块在来回运动；塑料弹簧，我们使他下面静止，给他一个力拉离原来的位置，也会发现弹簧上下运动；再看一个例子鼠标静止，然后施加一个外力把鼠标拉离原来的位置也会发现他往复运动)。

提问：这些物体运动的共同点是什么？（通过手势的来回摆动提示学生：是运动具有往复性）（给出机械运动的定义）物体（或者物体的某一部分）在某一位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，通常称为振动，这样的位置称为平衡位置。

板书：1 定义下面我们来说下机械运动所具有的特点：1，物体振动时候有一个中心位置（不振动时可以静止的位置，即是回复力为零的位置，也称为平衡位置）。

2，物体运动具有往复性、对称性（关于中心位置来回运动）、周期性（周而复始的运动）板书：2 特点板书：二简谐运动既然我们了解了机械运动的定义和特点，下面我们来介绍下一种简单的机械振动:简谐运动。

而我们在研究简谐运动时候又是以弹簧振子这种模型来进行探讨。

板书：1 弹簧振子什么叫做弹簧振子把一个有孔的小球安装在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的水平杆上，可以在杆上自由的滑动，弹簧的质量比小球的质量小得多，也可以忽略不计这样的系统称为弹簧振子，其中小球称为振子，这样的运动称为简谐运动。

（投影，让学生结合书本去看，并且归纳下弹簧振子的特点）1：摩擦力为零2：弹簧的质量远小于小球的质量。

课时：2课时教学目标：1. 理解简谐运动的概念和特点。

2. 掌握简谐运动的描述方法，包括振幅、周期、频率和相位等物理量。

3. 通过实验和实例，加深对简谐运动的理解和应用。

教学重点：1. 简谐运动的概念和特点。

2. 简谐运动的描述方法。

教学难点：1. 理解简谐运动的物理意义。

2. 应用简谐运动解决实际问题。

教学过程：第一课时一、导入1. 通过展示一些简谐运动的实例（如弹簧振子、摆动等），引导学生思考这些运动有什么共同点。

2. 提出问题：如何描述这些运动？二、新课讲解1. 介绍简谐运动的概念：物体在平衡位置附近，受到与位移成正比、方向相反的回复力作用下所做的周期性运动。

2. 讲解简谐运动的物理量：a. 振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离。

b. 周期：振动物体完成一次全振动所需的时间。

c. 频率：单位时间内振动物体完成全振动的次数。

d. 相位：描述振动物体在某一时刻所处位置和状态的物理量。

3. 通过公式推导，讲解周期和频率的关系：T = 1/f。

三、实验演示1. 展示弹簧振子实验，引导学生观察并分析振幅、周期、频率和相位等物理量的变化。

2. 通过示波器展示简谐运动的波形图，加深学生对简谐运动的理解。

四、课堂小结1. 总结简谐运动的概念和特点。

2. 强调简谐运动的描述方法。

第二课时一、复习导入1. 复习第一课时所学内容，提问学生简谐运动的概念、物理量等。

2. 引导学生思考简谐运动在实际生活中的应用。

二、新课讲解1. 介绍简谐运动在物理学中的应用：a. 介绍简谐运动在振动系统中的应用，如弹簧振子、摆动等。

b. 介绍简谐运动在声学中的应用，如声波的产生和传播。

c. 介绍简谐运动在光学中的应用，如光的干涉和衍射。

2. 通过实例讲解简谐运动在实际问题中的应用。

三、课堂讨论1. 引导学生讨论简谐运动在生活中的应用，如乐器演奏、建筑结构等。

2. 鼓励学生提出问题，共同探讨。

四、课堂小结1. 总结简谐运动在物理学中的应用。

课题：简谐运动毛广文教学目的：1.知道机械振动是物体机械运动的一种形式。

知道机械振动的概念。

2.知道什么是简谐运动，理解简谐运动回复力的特点。

3.理解简谐运动在一次全振动过程中加速度、速度的变化情况。

4.知道简谐运动是一种理想化模型，了解简谐运动的若干实例，知道判断简谐运动的方法及研究简谐运动的意义。

教学重点：1.什么是简谐运动。

2.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律。

3.简谐运动中的回复力的特点。

教学难点：物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律教学方法：采取实验演示，多媒体展示，讲解、阅读、归纳、列表对比等综合教法。

教学用具：水平弹簧振子、单摆、音叉、钟摆、CAI课件等。

教学过程：引入新课前面我们学过物体在平衡力的作用下做匀速直线运动或静止，在大小和方向都不变的恒力作用下做匀变速运动。

一个物体在大小和方向都改变的变力作用下会做什么运动呢？在日常生活中同学们观察过这样的运动：掉落水中的小木块的上下运动；小鸟飞起后树枝的来回摆动；钟摆的摆锤左右摆动。

这些物体的运动，我们称之为机械振动。

[板书]第九章机械振动进行新课[演示]弹簧振子的振动，单摆的摆动，音叉的叉股、钟摆的摆锤等物体的振动。

引导学生总结上述物体运动的特点：这些物体都在某一中心位置附近往复运动。

这一中心位置就是物体静止时的平衡位置，这种运动叫做机械振动。

多媒体显示：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称为振动。

过渡引入：物体的机械振动往往非常复杂。

我们学习物理问题常常是从最简单、最基本的问题着手。

做机械振动的物体有没有哪一种形式最简单、最基本呢？这就是下面我们要讲的简谐运动。

[板书]第一节简谐运动向学生介绍弹簧振子（1）在实物投影仪上展示水平弹簧振子。

（2）用多媒体分步展示，并给学生介绍它的组成。

（3）学生阅读课文有关部分：回答弹簧振子的哪些因素忽略不计？小球在杆上滑动时，小球和水平杆之间的摩擦忽略不计；弹簧的质量小的多，可忽略不计。

1 简谐运动-人教版高中物理选择性必修第一册（2019版）教案一、教学目标1.了解简谐运动的定义、特点和物理量的表达方式。

2.掌握简谐运动的基本形式、运动规律和相关公式。

3.能够解决简谐运动的相关问题，如速度、加速度、角速度和角加速度等。

二、教学重难点1.简谐运动的基本表达方式。

2.简谐运动的运动规律和相关公式。

3.理解和应用简谐运动的各个物理量的含义和意义。

三、教学方法1.讲解法：通过讲解掌握简谐运动的定义、特点、基本形式、运动规律和相关公式。

2.讨论法：双向交流，促进学生的自主学习和独立思考，提高学生的学习兴趣和思维能力。

3.案例教学法：通过实际案例，引导学生理解和应用简谐运动各个物理量的含义和意义，培养学生的实践能力和解决问题的能力。

四、教学内容及步骤1. 简谐运动的定义简谐运动是指一个物体沿着某一条直线或围绕一个固定点作周期性的来回振动运动。

x = A\\sin(\\omega t + \\varphi_0)其中，x表示物体的位移，A表示振幅，$\\omega$ 表示角频率，t表示时间，$\\varphi_0$ 表示初相位。

2. 简谐运动的特点简谐运动有以下三个特点：•周期性：物体的振动是周期性的，即每个周期的时间相等。

•有向性：物体运动的方向和振动方向相同，即物体的速度方向和加速度方向相互垂直。

•反弹性：物体在经过最大位移点之后，具有反向运动的趋势。

3. 简谐运动的物理量表达方式简谐运动的物理量有以下几个：•振幅A：表示物体振动的最大位移量。

•周期T：表示物体振动一次所需要的时间。

•频率f：表示每秒钟振动的次数，单位为赫兹（Hz）。

f=1/T•角频率 $\\omega$：表示物体每秒钟绕某一点旋转的圈数，单位为弧度每秒。

$\\omega=2\\pi f = 2\\pi/T$•相位 $\\varphi$：表示物体振动的相对位置或状态的参数。

若在某一时刻位于最大位移点，称为“相位为0”；若在位于最大位移点之前，称为“相位小于0”；若在位于最大位移点之后，称为“相位大于0”。

第九章机械振动第1节简谐运动---教案作者：武汉市第四十九中学蔡红斌●教学目标一、知识目标1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动的若干实例.2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况.3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动.二、能力目标1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观点来分析问题.2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法.3.学会分析简谐运动的实例，提高学生理论联系实际的能力.三、德育目标1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动.2.通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系.●教学重点1.什么是简谐运动.2.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律.3.简谐运动中回复力的特点.●教学难点物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律.●教学方法1.关于机械振动概念的得出，采用实验演示，多媒体展示，讲解、归纳、讨论、探究等综合教法.2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用实验演示、多媒体模拟展示，结合运动学、动力学相关公式规律推导、演绎、启发探究、列表对比等教学方法.●教学用具单摆、音叉、小槌、小提琴、水平弹簧振子、竖直弹簧振子、一端固定的弹簧片（可用钢锯条代替）、气垫式弹簧振子、CAI课件、自制投影片等。

、理想化方法：抓住主要因素，忽略次要。

《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的概念和特征。

2. 掌握简谐运动的运动学表示方法。

3. 学会用弹簧振子模型进行简谐运动的分析。

二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的概念和特征，弹簧振子模型的分析。

2. 教学难点：理解简谐运动的本质，能够根据实际情境判断是否为简谐运动。

三、教学准备1. 准备教学器材：弹簧振子模型、计时器、示波器、投影仪等。

2. 准备课程资料：简谐运动相关图片、视频、例题等。

3. 安排教学时间：本课时为单课时，约45分钟。

4. 设计课程流程：从概念引入→分析特征→运动学表示→弹簧振子模型分析，逐步展开教学内容。

四、教学过程：（一）引入1. 回顾高中物理中简谐运动的概念和特点。

2. 引入中职物理课程中的简谐运动，强调其在实际生产和生活中的应用。

（二）新课教学1. 讲解简谐运动的基本概念和原理。

（1）简谐运动的定义：物体在一定范围内，受到大小和方向随时间作正弦（或余弦）变化的力作用而产生的运动。

（2）简谐运动的特征：周期性、往复性、对称性。

2. 介绍简谐运动的数学表示方法——正弦函数和余弦函数。

（1）正弦函数的形式和特点。

（2）余弦函数的形式和特点。

3. 实例分析：通过弹簧振子模型，引导学生自己推导简谐运动的运动方程和位移-时间、速度-时间、加速度-时间曲线。

4. 讨论简谐运动的能量转化和守恒问题。

（1）简谐运动中能量的来源和转化方式。

（2）能量如何保持守恒。

5. 简谐运动的实际应用举例：弹簧、钟摆、振动筛等。

6. 布置思考题：简谐运动在实际应用中应该注意的问题和改进措施。

（三）课堂互动1. 组织小组讨论，让学生互相交流自己对简谐运动的理解和看法。

2. 邀请学生上台演示简谐运动，并对其运动过程进行讲解。

3. 针对学生的疑惑和问题进行解答和讨论。

（四）小结与作业1. 总结本节课的主要内容，强调简谐运动的重要性和应用价值。

2. 布置相关作业，包括理论题和实际应用题，以巩固学生对简谐运动的理解和应用。

《简谐运动》教学设计课题简谐运动课型新课课时1课时一、教材分析本节课设计的是一节研究学习“简谐运动”的新授课课，旨在向学生介绍一种常见的运动——机械振动中的简谐运动，并使学生熟悉此类运动并为后续简谐运动与图像学习奠定基础。

主要用弹簧振子贯穿整个教学过程，使讲授的理论知识具体化到一个模型，使学生能熟练判断简谐运动。

并为后面解决实际问题做好准备。

二、学情分析学生已经学习了胡克定律和加速度、速度、位移、动能、势能，已具备相应解决问题的能力，本堂内容旨在学习新内容的同时串用已学内容，能够认识简谐运动并能够解决相应问题。

三、设计理念在学习新课的基础上进行回顾式学习、让学生感受物理到物理学习的连贯价值，并能解决实际问题。

四、教学目标“物理观念”维度1．认识机械振动；2．认识弹簧振子，能分析弹簧振子运动过程中各物理量的变化。

3．通过对弹簧振子的研究，了解回复力和简谐运动的概念。

4．了解描述简谐运动特征的物理量：振幅、周期、频率。

“科学思维”维度理解并掌握“动态分析法”，会运用此方法分析弹簧振子运动过程中加速度、速度、位移变化的问题，并能解释实际生活中振动现象。

在分析问题的过程中培养科学思维的方法和科学思维的能力。

“科学探究”维度与同学合作交流，培养学生解决实际问题的能力。

“科学态度与责任”维度认识科学知识与生活的紧密联系，感受到物理学习的价值，培养学生尊重物理规律、不断探求科学真理的求知态度。

五、教学重点重点：研究弹簧振子并分析弹簧振子的振动过程。

教学难点难点：分析弹簧振子运动过程中各物理量的变化规律。

六、教学方法观察法、分组讨论法、讲练结合法。

七、教学资源泡沫球、扁担、荷叶、毛巾、自制弹簧振子等实验用具。

八、教学程序教学环节教学内容与教师活动学生活动设计意图1.创设情景，引入课题微信对话：加速度大小方向都变化。

简单分析引出课题。

1.学生观看视频，思考。

激趣、引出课题2.课堂讨论。

一、展示弹簧拉着一个小球的模型，引导学生总结出此为视频中所有振动的抽象模型。

第二章机械振动第1节简谐运动[学习目标]1．了解弹簧振子的结构，知道什么是弹簧振子．2．理解振动的平衡位置，知道振子位移的概念．(重点)3．理解简谐运动的含义，能从简谐运动的图像中了解简谐运动的规律．(重点、难点)知识点1弹簧振子1．机械振动(1)定义：物体或物体的一部分在某一位置附近的往复运动，叫机械振动，简称振动．(2)特征①有一个“中心位置”，即平衡位置，也是振动物体静止时的位置；②运动具有往复性．2．弹簧振子(1)弹簧振子：弹簧振子是指小球和弹簧所组成的系统，是一种理想化模型．(2)振子模型：常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子，如图甲、乙所示．图甲中球与杆之间的摩擦可以忽略，且弹簧的质量与小球的质量相比可以忽略．[判一判]1．(1)平衡位置处，振动质点所受合外力为零．()(2)弹簧振子做匀变速运动．()(3)弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零．()提示：(1)√(2)×(3)√[想一想]1．若图中的小球是木头做的，或小球和杆之间的摩擦不能忽略，这个系统可称为弹簧振子吗？系统能看成弹簧振子需要满足什么条件？提示：不能看作弹簧振子．系统看成弹簧振子需要满足两个条件：①小球运动过程中不受阻力；②小球质量远大于弹簧质量．知识点2弹簧振子的位移—时间图像1．建立坐标系以小球的平衡位置为坐标原点，沿着它的振动方向建立坐标轴．规定小球在平衡位置右边时它对平衡位置的位移为正，在左边时为负(以水平弹簧振子为例)．2．位移—时间图像横坐标表示振子振动的时间，纵坐标表示振子相对平衡位置的位移．3．形状：正(余)弦曲线，如图所示．4．物理意义反映了振子的位移随时间的变化规律．[判一判]2．(1)弹簧振子位移－时间图像描述的是振动质点的轨迹．()(2)弹簧振子的位移－时间图像描述振子在不同时刻偏离平衡位置的位移．()提示：(1)×(2)√[想一想]2．有同学说，既然弹簧振子的振动图像是一条正弦曲线，那么振子的运动轨迹也应是正弦曲线，结合水平方向的弹簧振子想一下，这种说法对吗？为什么？提示：不对，因为振动图像不是运动轨迹．例如，水平方向的弹簧振子振动时，振子的运动轨迹是一条直线．知识点3简谐运动1．定义：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像(x－t图像)是一条正弦曲线，这样的振动叫作简谐运动．2．特点：简谐运动是最基本的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动．[判一判]3．(1)简谐运动是匀变速运动．()(2)弹簧振子的运动不一定是简谐运动．()(3)只要质点的位移随时间按正弦规律变化，这个质点的运动就是简谐运动．()提示：(1)×(2)×(3)√1．(简谐运动)关于简谐运动，下列说法正确的是()A．位移的方向总指向平衡位置B．速度方向可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反C．位移方向总是与速度方向相反D．速度方向与位移方向相同解析：选 B.简谐运动的位移的初始位置是平衡位置，所以简谐运动中位移的方向总是背离平衡位置，A错误；位移方向与速度方向可能相同，也可能相反，B正确，C、D错误．2．(简谐运动)下列运动属于机械振动的是()①乒乓球在地面上方上下的往复运动②弹簧振子在竖直方向的上下运动③秋千在空中的来回运动④竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动A．①②B．②③C．③④D．①②③④解析：选 D.机械振动的特点是物体在平衡位置附近做往复运动，A、B、C错误，D正确．3．(简谐运动的图像)(多选)如图，这是某质点做简谐运动的振动图像．根据图像中的信息，下列说法正确的是()A．质点离开平衡位置的最大距离为10 cmB．在1.5 s和2.5 s这两个时刻，质点的位移相同C．在1.5 s和2.5 s这两个时刻，质点的速度相同D．质点在0.5 s内通过的路程一定是10 cm解析：选AC.由振动图像可知，质点离开平衡位置的最大距离为10 cm，故A正确；在1.5 s和2.5 s这两个时刻，质点的位移等大反向，故B错误；在1.5 s，和2.5 s这两个时刻，图像的斜率相同，则质点的速度相同，故C正确；0.5 s＝T8则质点在0.5 s内通过的路程一定不是一个最大位移大小10 cm，故D错误．探究一对简谐运动的理解【问题导引】1．竖直上抛运动是否属于简谐运动？2．简谐运动中振动物体通过某一位置时，加速度和速度方向是否一致？提示：1.不属于．物体在平衡位置附近做的往复运动属于机械振动，竖直向上抛出的物体到最高点后返回地面，不具有运动的往复性，因此不属于简谐运动．2．不一定．振动物体通过某一位置时，加速度方向始终指向平衡位置，但速度方向可能指向平衡位置，也可能背离平衡位置，故加速度和速度方向不一定一致．1．简谐运动的位移位移的表示方法：以平衡位置为坐标原点，以振动所在的直线为坐标轴，规定正方向，则某时刻振子偏离平衡位置的位移可用该时刻振子所在位置的坐标来表示．2．简谐运动的速度(1)物理含义：速度是描述振子在平衡位置附近振动快慢的物理量．在所建立的坐标轴(也称“一维坐标系”)上，速度的正负号表示振子运动方向与坐标轴的正方向相同或相反．(2)特点：如图所示为一弹簧振子的模型，振子在O点速度最大，在A、B 两点速度为零．3．简谐运动的对称性如图所示，物体在A点和B点之间运动，O点为平衡位置，C和D两点关于O点对称，则：(1)时间的对称①振动质点来回通过相同的两点间所用的时间相等，如t DB＝t BD.②质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段所用的时间相等，图中t OB＝t BO＝t OA＝t AO，t OD＝t DO＝t OC＝t CO.(2)速度的对称①物体连续两次经过同一点(如D点)的速度大小相等，方向相反．②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)的速度大小相等，方向可能相同，也可能相反．(3)位移的对称①物体经过同一点(如C点)时，位移相同．②物体经过关于O点对称的两点(如C点与D点)时，位移大小相等，方向相反．【例1】下列叙述中是简谐运动的是()A．手拍篮球的运动B．思考中的人来回走动C．轻质弹簧的下端悬挂一个钢球、上端固定组成的振动系统D．从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动[解析]手拍篮球的运动和思考中的人来回走动没有规律，不是简谐运动，故A、B错误；轻质弹簧的下端悬挂一个钢球，上端固定组成的振动系统，钢球以受力平衡处为平衡位置上下做简谐运动，故C正确；从高处下落到光滑水泥地面上的小钢球的运动过程为自由落体，不是简谐运动，故D错误．[答案] C【例2】如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，当振子离开O点，再从A点运动到C点时，振子离开平衡位置的位移是()A．大小为OC，方向向左B．大小为OC，方向向右C．大小为AC，方向向左D．大小为AC，方向向右[解析]振子离开平衡位置，以O点为起点，C点为终点，位移大小为OC，方向向右．[答案] B[针对训练1](多选)在图中，当振子由A向O运动时，下列说法中正确的是()A．振子的位移在减小B．振子的运动方向向左C．振子的位移方向向左D．振子的位移在增大解析：选AB.对简谐运动而言，其位移总是相对平衡位置O而言，所以C、D错误；由于振子在O点右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，位移大小不断减小，故A、B正确．探究二简谐运动的图像及应用【问题导引】简谐运动的x－t图像与匀速直线运动的x－t图像有何相同点？提示：(1)两种图像都反映了位移随时间的变化规律；(2)根据图线上某点切线的斜率可判断出某一时刻质点的速度方向及大小．【例3】(多选)一个质点以O为中心做简谐运动，位移随时间变化的图像如图，a、b、c、d表示质点在不同时刻的相应位置．下列说法正确的是()A．质点通过位置c时速度最大，加速度为0B．质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为A 2C．质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用时间相等D．质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的平均速度相等[解析]质点通过位置c，即平衡位置时，此时速度最大，加速度为0，故A正确；x－t图像是正弦图像，故质点通过位置b时，相对平衡位置的位移为22A，故B错误；质点从位置a到位置c和从位置b到位置d所用的时间相等，均为2 s，故C正确；质点从位置a到位置b和从位置b到位置c的过程中时间相同但位移大小不同，故平均速度不同，故D错误．[答案]AC[针对训练2](多选)图为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法正确的是()A．如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线B．如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段C．图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动D．若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像解析：选BC.当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹，即一段线段，A错误，B正确；由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位置向右运动，C正确；只有当纸带匀速运动时，运动时间才与纸带运动的位移成正比，振动图像才是正弦或余弦函数曲线，而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线，D错误．(建议用时：20分钟)[基础巩固练]1.如图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，以向右为正方向，振子在B、C之间振动时()A．B→O位移为负、速度为正B．O→C位移为正、速度为负C．C→O位移为负、速度为正D．O→B位移为正、速度为负解析：选A.速度方向即振子运动方向，而振动位移以平衡位置O为初始位置指向振子所在位置，B→O位移向左为负，速度向右为正；O→C位移向右为正，速度向右为正；C→O位移向右为正，速度向左为负；O→B位移向左为负，速度向左为负，可见本题正确选项为A.2．(多选)如图所示是表示一质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是()A．t1时刻振子正通过平衡位置向正方向运动B．t2时刻振子的位移最大C．t3时刻振子正通过平衡位置向正方向运动D．该图像是从平衡位置计时画出的解析：选BC.从图像可以看出，t＝0时刻，振子在正的最大位移处，因此是从正的最大位移处开始计时画出的图像，D错误；t1时刻以后振子的位移为负，因此是通过平衡位置向负方向运动，A错误；t2时刻振子在负的最大位移处，因此可以说是在最大位移处，B正确；t3时刻以后，振子的位移为正，所以该时刻正通过平衡位置向正方向运动，C正确．3．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是()A．振子在A、B两点时的速度和加速度均为0B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变C．振子的加速度方向总跟速度方向相反D．振子离开O点的运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动解析：选D.弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，故A、B为最大位移处，速度为0，而加速度最大，故A错误；振子在通过O点时速度的方向不发生改变，故B错误；由简谐运动规律的定义知振子的加速度方向总跟位移的方向相反，跟振子的运动方向有时相同，有时相反，故C错误；振子离开O点运动后的运动方向与加速度方向相反，故为减速运动，振子向O点靠近时，运动方向与加速度方向相同，故为加速运动，所以D正确．4．(多选)一质点做简谐运动，其位移—时间图像如图所示，由图像可知()A．t＝1 s时，质点速度为正的最大值B．t＝2 s时，质点速度为零C．t＝3 s时，质点速度为正的最大值D．t＝4 s时，质点速度为零解析：选BCD.t＝1 s时，位移为零，速度最大，图像斜率为负，即速度为负，A错误；t＝2 s时，位移为负的最大值，速度为零，B正确；t＝3 s时，位移为零，速度最大，图像斜率为正，即速度为正，C正确；t＝4 s时，质点位移为正的最大值，速度为零，D正确．[综合提升练]5．某弹簧振子的振动图像如图所示．根据图像判断，下列说法正确的是()A．第1 s内振子相对于平衡位置的位移与速度方向相反B．第2 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cmC．第2 s末和第3 s末振子相对于平衡位置的位移不相同，但瞬时速度方向相反D．第1 s内和第2 s内振子相对于平衡位置的位移方向相同，瞬时速度方向相反解析：选D.第1 s内振子相对于平衡位置的位移为正方向，速度方向也为正方向，A错误；第2 s末振子在平衡位置，位移为零，B错误；第3 s末振子相对于平衡位置的位移为－20 cm，第2 s末振子恰好过平衡位置，且正向－x轴方向运动，而第3 s末振子瞬时速度刚好为零，C错误；第2 s内振子的位移方向与速度方向相反，D正确．6．某质点做简谐运动的振动图像如图所示，根据图像中的信息，回答下列问题：(1)质点在第2 s末的位移是多少？(2)质点振动过程中的最大位移为多少？(3)在前4 s内，质点经过的路程为多少？解析：(1)由x－t图像可以读出2 s末质点的位移为0.(2)质点的最大位移在前4 s内发生在1 s末和3 s末，位移大小为10 cm.(3)前4 s，质点先朝正方向运动了一个距离为10 cm的来回，又在负方向上运动了一个距离为10 cm的来回，故总路程为40 cm.答案：(1)0(2)10 cm(3)40 cm。

简谐运动一、教学目的1、知识与能力：（1）认识弹簧振子（2）通过观察和分析，理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦曲线，培养分析和概括能力；2、过程与方法：经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法；3、情感、态度、价值观：培养学习物理的兴趣，陶冶热爱生活的情操。

二、教学重点：简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义三、教学难点：简谐运动位移——时间图像的建立四、教具：水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。

五、教学过程[引入]今天我们开始学习第十一章机械振动，第一节简谐运动（板书）。

首先请大家欣赏一段古筝演奏。

问题1：古筝为什么能够发出声音？（琴弦的振动）问题2：还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的？（小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等）振动在我们生活中十分常见问题3：能不能再举例一些生活中类似这样的振动？（说话时声带振动等；剧烈而令人恐惧的振动——地震）我们实验室也普遍存在这样的振动，请大家仔细观察，演示如：天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。

在我们演示的振动中有水平方向的振动也有竖直方向的振动。

问题4：它们具有共同的特征是什么？（在某一中心位置来回运动，强化“往复”和“周期性”）我们把这个中心位置叫做平衡位置（原来静止的位置，标出竖直弹簧振子的平衡位置，把振动的物体叫做振子）一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动。

简称为振动特点：往复性、周期性简图示意：实际的振动是非常复杂的，大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下，有些很快就停下来，有些振动的幅度正在减弱。

为了研究的方便，我们突出主要矛盾、忽略次要因素，不计一切阻力，简化为理想模型。

我们把像这样由弹簧和振子构成的振动系统称为弹簧振子。

弹簧振子将保持这个幅度永远运动下去。

二、弹簧振子：是理想模型1、条件：振子看做质点；轻质弹簧；不计一切阻力本章从最简单的开始研究，学习怎样描述振动，振动有什么性质。

《简谐运动》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的观点和特点。

2. 掌握简谐运动的位移-时间、速度-时间、加速度-时间等基本图像。

3. 学会根据基本图像分析简谐运动的性质和规律。

二、教学重难点1. 教学重点：简谐运动的图像分析。

2. 教学难点：根据图像理解简谐运动的复杂性和规律性。

三、教学准备1. 准备教学PPT，包含各种简谐运动的图像。

2. 准备相关实验器械，进行实验演示和操作。

3. 准备习题和案例，供学生练习和讨论。

4. 提醒学生提前预习，准备笔记本和笔，以便记录教室内容和思考。

四、教学过程：（一）引入1. 回顾高中物理中简谐运动的观点和特点。

2. 引入中职物理课程中简谐运动的观点和特点，强调其在实际生产和生活中的应用。

（二）新课教学1. 示范讲解：教师利用简单的弹簧振子模型进行示范讲解，让学生直观地了解简谐运动的特点和规律。

2. 实验探究：学生通过实验操作，观察和分析弹簧振子的运动规律，进一步理解简谐运动的特点和规律。

3. 理论分析：结合高中物理中的相关知识，对简谐运动进行理论分析，帮助学生深入理解简谐运动的本质。

4. 小组讨论：组织学生分组讨论，分享自己对简谐运动的理解和感受，增进学生的思考和交流。

5. 答疑解惑：针对学生在讨论中提出的问题和怀疑，教师进行解答和指导，确保学生充分理解和掌握简谐运动的知识点。

（三）实践应用1. 安置学生自行设计一个简谐运动的模型，并动手制作和操作，体会简谐运动的实际应用。

2. 引导学生思考简谐运动在实际生产和生活中的应用，如机械震动、声音传播、医学影像等，加深学生对简谐运动的理解和应用。

（四）小结与作业1. 总结本节课的主要内容，强调简谐运动的特点和规律，帮助学生回顾和稳固所学知识。

2. 安置课后作业，要求学生自行查阅相关资料，了解简谐运动在其他领域的应用，拓宽学生的知识面。

3. 鼓励学生积极思考和探索，激发学生对物理学科的兴趣和热爱。

教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解简谐运动的观点和特点。

简谐运动【教学目标】1．了解什么是机械振动、简谐运动。

2．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。

【教学重点】掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。

【教学难点】1．分清偏离平衡位置的位移与位移的概念。

2．知道在一次全振动中速度的变化。

【教学过程】一、复习提问、新课导入教师：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、新课教学（一）机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？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。

请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？归纳：1．定义：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。

平衡位置指的是振子原来静止时的位置。

（一般情况下指物体在没有振动时所处的位置。

）2．特点：（1）对称性。

（2）周期性。

教师：观察判断下列物体的运动是否是机械振动：（二）弹簧振子教师展示弹簧振子的运动，引出：1．概念：小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。

2．弹簧振子是理性化模型：（1）不计阻力。

（2）弹簧的质量与小球相比可以忽略。

简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。

让学生观察总结弹簧振子运动有什么特点。

（三）弹簧振子的位移—时间图象1．位移x：振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。

2．画法：振动物体的位移x用从平衡位置指向物体所在位置的有向线段表示。

坐标原点O－平衡位置横坐标t－振动时间纵坐标x－振子偏离平衡位置的位移规定在O点右边时位移为正，左边时位移为负。

3．弹簧振子的位移—时间图象教师：要进一步研究弹簧振子的运动规律，我们首先来研究振子的位移如何变化。

第九章机械振动第一节简谐运动教学目的：1．知道什么是机械运动。

2．知道简谐运动的受力特点以及F=-kx公式的物理意义。

3．理解简谐运动的定义。

4．知道简谐运动中有关物理量变化规律，培养学生用运动学和动力学的观点来分析弹簧振子的运动的能力。

重点：简谐运动的概念难点：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。

教具：微型机算机；中间穿有橡皮绳的乒乓球；一端挂有重锤的轻质弹簧；弹簧振子；气垫导轨；音叉；系有细线的木质小球；一端用夹具固定的钢锯条；铁架台；橡皮条；比重计。

教学过程：一、引入新课日常生活中常观察过这样的运动：掉落水中的篮球上下运动；拨一下树枝，树枝来回摆动；这些物体的运动，称为机械振动。

二、进行新课1、机械振动：物体在平衡位置两侧附近做的往复运动（简称振动）演示振动的实例：单摆，钢锯条，音叉，摆钟的摆锤的振动，找出它们的共同特点，建立振动的概念。

2、弹簧振子（1）概念：物体受到的阻力忽略不计，弹簧的质量比物体质量小得多，这样的系统称为弹簧振子。

（2）理想化的处理方法3、简谐运动（2）分析上表可得：振子在振动过程中所受的合力就是弹簧的弹力，它总是使振子返回到位置，把这这个力叫做回复力。

（3）回复力的特点：它的方向总是与位移方向相反，即总是指向平衡位置。

它的大小随位移的增大而增大，随位移的减小而减小。

（4）简谐运动的定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，方向总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。

（如弹簧振子、音叉叉股、弹簧片的各点，摆钟的摆锤的振动）理解：①在简谐运动中，位移、回复力、加速度三个物理量同步变化，与速度的变化步调相反②简谐运动的位移与前面学过的位移相同吗？简谐运动的位移是从平衡位置指向某一位置的有向线段，位移起点是平衡位置，是矢量。

③回复力是按＿＿＿命名的，它可以是物体所受的合外力，也可以是物体所受的某一力的分力。

简谐运动教案一、教学目标：1.了解简谐运动的概念及特点。

2.掌握简谐运动的基本公式。

3.了解简谐运动在实际生活中的应用。

二、教学重点：1.简谐运动的概念及特点。

2.简谐运动的基本公式。

三、教学难点：1.如何理解简谐运动的概念及特点。

2.如何掌握简谐运动的基本公式。

四、教学过程：1.引入通过展示一个钟摆或弹簧振子等物理实验装置，让学生观察并思考这些装置为什么能够产生周期性的振动，并引出本节课要讲述的内容——简谐运动。

2.讲解（1）简谐运动概念将物理实验装置放在黑板前，向学生介绍它们所产生的周期性振动就是我们所说的“简谐运动”。

并让学生自己尝试给出“什么是简谐运动”的定义。

引导学生得出：在恢复力作用下，物体沿着某一轴线或平面做来回往复振荡，其加速度与偏离平衡位置距离成正比，方向相反，且振动周期恒定的运动。

（2）简谐运动特点分别从运动轨迹、周期、频率、振幅等方面介绍简谐运动的特点。

（3）简谐运动公式介绍简谐运动的基本公式：x=Acos(ωt+φ)，其中A为振幅，ω为角频率，φ为初相位。

并通过实例让学生掌握如何应用公式计算简谐运动相关问题。

3.练习让学生进行以下题目的练习：（1）一个弹簧振子的振幅为10cm，角频率为4rad/s，该振子在t=0时通过平衡位置向左偏移5cm，请问此时该振子所处的位置是什么？（2）一个质量为0.5kg的物体在一根劲度系数为80N/m的弹簧上做简谐振动，当物体距离平衡位置0.1m时，它所受到的回复力大小是多少？4.应用通过实例介绍简谐运动在实际生活中的应用。

如钟摆、弹簧秤等。

五、教学总结：本节课主要介绍了简谐运动的概念及特点，掌握了简谐运动的基本公式，并通过练习和应用实例让学生掌握了简谐运动的相关知识。

高中物理简谐运动教案【教学内容】简谐运动【教学目标】1. 了解简谐运动的定义和特点；2. 掌握简谐运动的相关公式和计算方法；3. 能够应用简谐运动的知识解决相关问题。

【教学重点和难点】重点：简谐运动的定义和特点、简谐运动的相关公式和计算方法；难点：简谐运动的应用问题解决。

【教学准备】1. 教师准备：简谐运动的相关教学案例、简谐运动的实验仪器；2. 学生准备：课前预习简谐运动的相关知识。

【教学过程】一、导入1. 简述力的作用下的物体运动形式；2. 引入简谐运动的概念，并让学生思考简谐运动与其他运动形式的区别。

二、讲解1. 介绍简谐运动的定义和特点；2. 讲解简谐运动的基本公式，并进行相关的计算例题。

三、实验1. 设计一个简单的实验，观察弹簧振子的简谐运动；2. 让学生利用实验数据验证简谐运动的公式，并进行相关计算。

四、练习1. 布置练习题，让学生独立完成并讨论解答；2. 纠正学生答案并解释相关思路。

五、总结1. 总结简谐运动的特点和应用；2. 引导学生思考简谐运动在生活中的实际应用。

【教学方式】1. 讲授法；2. 实验演示法；3. 问题解答法。

【教学反馈】1. 随堂小测验；2. 学生提问答疑。

【拓展延伸】1. 了解简谐运动在机械振动、波动等领域的应用；2. 深入研究简谐运动与其他物理现象的关系。

【作业布置】1. 完成课后习题；2. 拓展阅读相关知识。

通过以上教案的设计和实施，相信学生们能够更好地理解和掌握简谐运动的知识，提升物理学习的兴趣和效果。

愿每位学生都能在本节课的学习中获益匪浅，为未来的学习和发展打下坚实基础。