简谐振动的描述教学设计.docVIP

课程 名称 1大学物理C 章节 名称 第章： 课堂时间 45分钟 教学内容 主要内容 1、简谐振动的运动学方程 2、简谐振动的三个重要参量 3、简谐振动的旋转矢量表示法 结构衔接 本节在上节简谐振动的动力学特征的基础上，进行了加深，对简谐振动的描述。并为下一节简谐振动的能量进行了铺垫，起了承上启下的作用。 教学 目标 知识 与 应用 1、掌握描述简谐振动的各物理量（特别是相位）的物理意义及各量之间的相互关系。 2、掌握旋转矢量法。 3、掌握谐振动的基本特征。 方法 与 思维 1、能用旋转矢量法分析有关问题。 2、能建立弹簧振子或单摆谐振动的微分方程。能根据给定的初始条件写出一维谐振动的运动方程，并理解其物理意义。 3、会用矢量表示和计算简谐振动，体会矢量在物理中的意义。 观念 与 精神 1、通过弹簧振子的实例引入学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实。 2、培养学生的好奇心，鼓励学生积极寻求答案，尊重实证，培养学生正确的科学态度。 3、渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想，帮助学生建立辩证唯物主义的世界观。 学情分析 知识基础 前一节已经对简谐振动的动力学特征有了一定的理解和应用，以及对弹簧振子有了初步的学习，对矢量运算有了一定的认识，有利于本堂课程的教学。 思维特点 因为学生第一次接触此知识点，对次没有过多的前概念，因此对本节的学习有一定的认知上的难度。本次内容应着重强调描述简谐振动的物理量，强调学生的数学运算的思维，并能将其运用于实际问题的解决。 教学 内容 及 教学 安排 教学过程 教学内容 时间分配 教学策略 知识回顾 1.弹簧振子模型 2.微振动的简谐振动 约5 分钟 1.提问点评。 2.进一步强化弹簧振子模型求解思路，为下一步简谐振动的运动学方程的推导奠定基础。 导入 一、弹簧振子 回顾弹簧振子； 约10分钟 1.通过弹簧振子的案例分析，培养学生抽象逻辑苏伟能力。。 2.PPT课件展示图片。 授课 二、简谐振动的运动学方程 微分方程的解可写为： 令 则 质点离开平衡位置的位移x按余弦（或正弦）函数随时间t 而改变，称为简谐振动的表达式． 三、描述简谐振动的三个重要参量 1.振幅A 定义：按简谐运动学方程，物体的最大位移不能超过A，物体的偏离平衡位置的最大位移的绝对值叫做振幅。 已知： ① ② ③初始条件t=0，x=x0,v=v0 设问：振幅是多少 结果： 2.周期、频率、圆频率 定义：物体做简谐振动时，周而复始完成一次全振动所需的时间叫作简谐振动的周期T。 所以 定义：单位时间内系统所完成的完全振动的次数称为频率。 所以 定义：系统在2πs时间内完成的完全振动的次数，称为圆频率。 所以 相位和初相位 定义：把能确定系统任意时刻振动状态的物理量叫作简谐振动的相位。 即 当t=0时的相位叫初相位 即， 可见初相位是由初始条件确定的。 1.通过由浅入深的讨论得到简谐振的运动学方程，并扩展讨论至每一个描述简谐运动的物理量，引导学生进行演绎思维的训练。 授课 三、简谐振动的旋转矢量表示法 如图（6－3）所示，在图平面内画坐标轴OX，由原点O作一个矢量，使它的长恰等于振幅A．这个矢量称为振幅矢量；t＝0时，振幅矢量与X轴所成的角等于初位相．这个矢量，以数值等于圆频率ω的角速度、在图平面内绕O点作逆时针方向的匀速转动．在时刻t，振幅矢量经过的位置，它和X轴所成的角恰等于该时刻的位相；这时振幅矢量在X轴上的投影Acos（），恰表示简谐振动的位移x． E为闭合曲面上任一dS面处的电场强度，EdS为通过面元dS的电场强度通量，就表示通过整个闭合曲面S的电场强度通量；这样，振幅矢量的末端点Q在X轴上的投影P，就是作简谐振动的质点在时刻t的位置．在振幅矢量的转动过程中，Q点作匀速圆周运动（有时把这个圆称为参考圆），而Q的投影P点就在OX轴上作简谐振动；振幅矢量转一周所需的时间与简谐振动的周期相等． 约25分钟 给出旋转矢量表示的方法，引导学生发现自然真理的公式抽象并能够欣赏自然的简单美，引导学生更深层次的思考和探究。 启发学生自己由浅入深、由简入繁、由个别到一般问题逐层深入的探讨，调动学生积极参与高斯定理的证明过程，从而完成知识的深入理解和内化。 4.PPT课件展示与板书推导结合，逐层推进，条理清晰加深印象。 总结 小结 1、简谐振动的运动学方程 2、简谐振动的三个重要参量 3、简谐振动的旋转矢量表示法 约5分钟 引导学生总结本节内容，梳理知识线索，并通过例题和联系进行强化。 学科前沿动态 1、简谐振动在心电图仪的应用及研究 2、简谐振动在地震