球,让它在一个固定的竖直平面做小角度摆动,这个摆动是简谐运动。在漏斗下方水平放置一张画有直线的薄板,静止时漏斗位于直线OO’正上方。匀速拉动薄板,每一刻都有细沙从漏斗中漏出。让学生一边观察室,一边思考两个问题:1)落在薄板上的细沙的位置和各个时刻摆球(漏斗)的位置有什么关系?2)仔细观察并判断细沙在薄板上形成什么形状的曲线?(答:细沙的位置代表了摆球的位置;形成正弦曲线或者余弦曲线。)总结:因为每一刻都有细沙从漏斗中漏出,所以落在薄板上的就记录了各个时刻摆球的位置。由于匀速拖动薄板,由Svt知,v一定,位移正比于时间,因此可以用OO’表示时间轴,以垂直OO’的坐标x表示摆球相对于平衡位置的位移。我们将得到位移x随时间t的变化图像,称之为简谐运动的图像。(2)引导学生得出简谐运动图像的物理意义:表示某个振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化规律。(3)通过观察摆球只在一个方向上下或者左右振动,不会随时间移动,得到振动图像不是物体运动轨迹。(4)从简谐运动图像了解物体的运动情况,可以直接得到①振幅A;图像的峰值,②周期T;相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔,③任意时刻的位移x。以及间接得到(5)①频率f1T②任一时刻t的振动方向③xt图线上任一点的切线的斜率等于v。④任一时刻t的加速度a的方向(6)既然简谐运动的位移时间图像为正弦曲线或余弦曲线那么若以x代表指点对于平衡位置的位移,t代表时间,根据三角函数只是将x和t函数关系可以写成
fxAsi
(ωtΦ)注意:①公式中的A代表振动的振幅,ω叫做圆频率,它与频率f之间的关系为:ω2πf,且不同于圆周运动中的角速度;②公式中的(ωtΦ)表示简谐运动的相位,t0时的相位叫做初相位,简称初相。两个同频率简谐运动的相位差设两个简谐运动的频率相同,则据ω2πf,得到它们的圆频率相同,设它们的初相分别为Φ1和Φ2,它们的相位差就是(ωtΦ2)-(ωtΦ1)Φ2-Φ13巩固练习设计通过练习题来巩固本节课所学知识。要注意难度适当、目标明确、抓住重点、题目新颖、形式多样。4课堂小结1)从物体的振动图像得出描述物理运动状态的物理量(A、T、X、a、V等),从而了解物体的运动状况2)简谐振动的表达式及其意义,相位及相位差的概念5作业布置引导学生对知识进行回顾,深化知识与技能目标,并通过作业实现目标的巩固。(六)板书设计13简谐运动的图像和公式一、简谐运r