简谐运动的描述

教材分析 本节课以弹簧振子为例，在观察其振动过程位移变化的周期性、振动快慢的特点时，引入描绘简谐运动的物理量，再通过单摆实验引出相位的概念，最后对比前一节得出的图象和数学表达式，进一步体会这些物理量的含义，并通过"科学漫步"栏目将以上知识和生活实际联系起来。 核心素养 通过《简谐运动的描述》的学习过程，让学生经历数学思维到物理思维的转换，学会跨学科思考问题。有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，具有团队精神。 教学目标 （1）理解振幅、周期和频率的概念，知道全振动的含义。

（2）了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意义。

（3）了解简谐运动位移方程中各量的物理意义，能依据振动方程描绘振动图象。 教学重点 简谐运动的振幅、周期、频率和相位的含义 教学难点 简谐运动的表达式及式中各物理量的含义 教学方法 探究法、翻转课堂法 教学过程 教师活动 学生活动 课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

一、知识回顾

　　引导学生回顾描述简谐运动的物理量--振幅、周期、频率和相位的定义，以及简谐运动的表达式。

二、问题反馈

　　针对学生之前所做的学习任务单，对于个小题的反馈情况，有针对性的进行讲解、交流。

（1）质点沿直线以O为平衡位置做简谐运动，A、B两点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10cm，质点从A到B的时间为0.1s，从质点到O点时开始计时，经0.5s，则下述说法正确的是（ ）

A、振幅为5cm B、振幅为10cm

C、通过路程50cm D、质点位移为50cm

应当注意：注意区分振幅、振动范围； 振动路程与位移。

（2）物体A做简谐运动的振动位移xA=3sin(100 t+)m，物体B做简谐运动的振动位移xB=5sin(10 0 t+)m，比较A、B的运动（ ）

A、振动是矢量，A的振幅是6m，B的振幅是10m

B、周期是标量，A、B的周期都是100s

C、A振动的频率fA等于B振动的频率fB

D、A的相位始终超前B的相位

应当注意：相位超前或滞后的判断方法。

（3）如图所示为A、B两个简谐运动的位移-时间图象。

（i）A的振幅是 cm，周期是 s；B的振幅是 cm，周期是 s。

（ii）这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式。

（iii）在时间t=0.05s时两质点的位移分别是多少？

应当注意：初相位；位移的方向及单位；

（4）如图所示，质点沿直线做简谐运动，平衡位置在O点，某时刻通过P点向右运动，经1s再次回到P点，再经1s到达O点，若OP=2cm，则质点运动的周期T= s；质点运动的振幅为A= m。

应当注意：简谐运动不是速度大小不变的周期性运动。

三、进阶练习

一个质点在平衡位置0点附近做简谐运动，若从0点开始计时，经过3s质点第一次经过M点；若再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则质点第三次经过M点所需要的时间是（ ）（请模仿视频中介绍全振动时的画法画出质点运动的示意图）

A、8s B、16s

C、14s D、(10/3)s

四、实验探究

探究：弹簧振子做简谐运动的周期与哪些因素有关？

实验结论：弹簧振子的周期与振幅无关，与振子的质量、弹簧的劲度系数有关。

对给定振动系统，周期由系统本身性质决定，振幅和初相位由初始条件决定。

复习、回顾

小组相互讨论题目，有针对的请作对的或者做错的同学回答问题。

充分发挥学生学习的主动性，问题讲解有针对性。

完成练习，回答

温故而知新，更上一层楼

猜想与假设：弹簧振子

振动周期可能与振幅、振子质量、弹簧劲度系数有关。 进行实验探究。

实验方法：控制变量法