《简谐运动》说课[5篇模版]

第一篇：《简谐运动》说课

四、物理说课一例 课题《简谐运动》

(一)开场白(略)

(二)简谐运动是高一物理第五章机械振动和机械波的曾节内容，也是本章的重点内容；本节内容是在学生学习了运动学、动力学及功和能的知识后而编排的，是力学的一个特例．机械振动和机械波是一种比较复杂的机械运动形式，对它的研究为以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础．此外，机械振动和机械波的知识与人们的日常生活：生产技术和科学研究有着密切的关系，因此学习这部分知识有着广泛的现实意义．本节的特点之一是，第一次研究变力作用下产生变加速度的运动，这有助于学生对加速度概念的理解和对变速运动的深入理解；特点之二是，没有使用简练概括的数学语言，而是用定性的文字语言来叙述和分析比较复杂的物理现象；特点之三是，又一次引入了新的物理模型“弹簧振子”，再次对学生进行科学方法的熏陶，(三)

简谐运动是最简单、最基本的机械振动，理解了简谐运动也就了解了机械振动的基本特点．通过这节课的教学，要使学生知道机械振动、特别是简谐运动中各物理量的变化规律，让学生从观察实验中分析归纳出简谐运动的特点．学会研究复杂问题的方法，如同人们认识事物的一般规律那样，先从简单的、基本的简谐运动入手，掌握其本质特征，再进一步研究复杂的物理现象--机械振动．

(四)如果能抓住简谐运动中的各物理量的变化规律，也就把握了复杂的机械振动的要领，所以在本节的教学中，要把分析简谐运动的规律、振动的特点作为教学的重点．充分发挥教师的主导作用，使学习的主体--学生能理解和掌握简谐运动的振动规律。

高一学生的思维具有单一性、定势性，他们习惯于分析恒力作用下物体的单程运动，对振动过程的分析，学生普遍会感到有些困难，因此对变力作用下来回运动的振动过程的多量分析成为本节的教学难点，教学时要密切联系旧有的知识，引导学生利用演示和讲解，把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程，当成培养学生分析能力的过程，从而全面达到预期的教学目的和要求．

(五)高一学生学习物理的兴趣正在从直观-因果一概括认识转化，他们的思维也正在从形象向抽象转移，所以教学中通过演示使学生观察到振动的特点，运用类比引导学生建立理想模型，指导学生讨论振动中各物理量的变化规律，归纳出产生振动的原因，使学生全商理解教材．因此，这节课可采用综合运用直观演示、讲授、自学、讨论并辅以电教手段等多种形式的教学方法．教学中，加强师生间的双向活动，启发引导学生积极思维．由于本节内容中，要研究的物理量较多，教学容量大，教师要严格控制教学进度，顺利完成本节课的教学任务。

(六)从以上分析，教学中以了解、学习研究物理问题的方法为基础，掌握知识为中心，培养能力为方向，紧抓重点突破难点，设计如下教学程序：

导入新课 这部分教学大约需要5分钟．

以创设学习情境、激发学习兴趣为导入新课的指导思想，列举生活、生产、实验中的事例进而引导学生观察归纳出它们的共同特征；再介绍说明研究这种运动形式的重要性及现实意义．例如可以稍详细地以既有上下振动也有左右、前后振动的地震为例，说明机械振动的复杂性．接着导入研究复杂事物的一般方法，即先从最简单最基本的形式--简谐运动开始，再逐步深入了解较复杂的振动过程．举简谐运动的实例时，要强调物理知识必须密切联系实际，研究物理学离不开观察和实验，这既是研究物理的基础又是学生认知的起点．在让学生观察摆球、振子的实际运动时，启发学生思考为什么会产生这样的运动，让学生的思维进入新课的轨道．

新课教学 这部分教学大约需要30分钟．

现代教学论认为，物理教学不仅具有传授知识的功能，还有培养能力和发展智力的功能。讲授弹湾振于应着力介绍理想化模型的科举思维方法，并联系前面学过的质点、伽利略助理想实验等，使学生进一步领会到理想化方法在研究物理中的作用．在培养能力方面按大纲要求，还应包括培养学生的自学能力，从指导学生阅读课本入手，在介绍弹簧振子后，让学生阅读课本第128页及增画表格和第130页表格的一部分．

分析振动过程一定要按位移一回复力一加速度一速度一机械能(动能、势能)的合理顺序进行．先将平衡位置、最大位移处的几个特殊点的各个物理量紧抓不放，讨论清楚，填在新画表格里．在讨论了各特殊点的情况后，再过渡到其它各四分之一周期的各变化物理量分析，此时，可按教室里每一行找一个学生叙述．为使学生进一步深入了解振子的振动规律，教师引导学生一起完成表格的填写，提高教学效率．完成表格后，提出两个问题：(1)简谐运动中引起运动状态变化的力具有什么特征?(2)简谐运动具有什么特点?然后，启发学生分析归纳得出结论

在分析简谐运动的过程中，学生的思维存在两大障碍，一是学生习惯于恒力作用下物理量的分析，对变力作用下物理量的分析感到有困难；二是学生分析单个物理量时能够记得清楚，综合起来或考虑综合问题时就会出现混乱现象．这样，在引导学生讨论问题时，按照事物本身的发展规律，抓住本质的东西，每一步讨论有证有据，使学生分析、讨论复杂问题的能力得以培养和提高。

巩固与练习

为使学生所学知识具有稳定性，并使知识顺利迁移，在本节课上安排5-10分钟的时间进行巩固和练习．具体做法是：先留3分钟时间让学生回顾一下课本和黑板上的知识内容，接着做这样两个工作：(1)在前面已基本完成的表格下面增加一行“运动性质判断”，让学生分析讨论；(2)在平衡位置与最大位移之间找任一位置，分析振子每经过这个位置时，它的哪些物理量是定值?哪些物理量是变化的?

布置作业

为使学生系统全面理解和掌握“简谐运动”的特点与规律，要求学生课后还要仔细阅读课文，合并完成两个表格所有的内容，并预习下节教材．

(七)板书、板图的直观性、全面性和系统性较强，在黑板上保留的时间较长，对学生视觉的刺激作用明显．教学中将整块黑板一分为二，一半简写概念、规律，一半留作分析作图.增画的表格为：

位移x 回复力F 加速度a 速度v 大小 方向 大小 方向 大小 方向 大小 方向 A 0 B

第二篇：简谐运动说课材料

《简谐运动》说课材料

一、教材分析

《简谐运动》这一节是第九章第一节。这一节内容是研究周期性运动的一种方法。学习本节有利于训练学生的思维，培养学生的素质，提高学生的分析能力、计算能力、归纳综合能力及创新能力。对培养学生的探究意识可起到一定的作用。

根据《大纲》的要求和本节的地位，重点确定为：作简谐运动的物体的受力特点及其运动规律。这是《大纲》的要求，也是本节在教材中所处的地位决定的。

本节的难点是：（1）作简谐运动的物体的受力特点

（2）简谐运动的运动规律

这是因为：从认识论的角度看，在学生头脑中形成知识结构必须经过感性认识、实践、理性认识、再实践、直至上升到理论，最后又指导实践。因此，使学生头脑中的新知识在原知识结构上进行改组、顺应、同化是比较困难的。

难点突破：找新旧知识连接点。物体做匀加速自由落体运动的受力特点和运动规律是什么；物体做平抛运动的受力特点和运动规律是什么；

物体做匀速圆周运动的受力特点和运动规律是什么； 教学目标的确定

根据大纲和学生的实际水平，我认为通过本节课的学习应使学生达到：

（一）知识目标

1、对学生进行实事求是的科学思想的教育，从而进行德育教育。

2、知道机械振动是机械运动的另一种形式，知道机械振动的概念。

3、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。

4、理解简谐运动的运动规律。

5、知道简谐运动是一种理想化模型，知道判断简谐运动的方法以及研究简谐运动的意义。

（二）能力目标

1、在学习过程中，渗透对学生主动探索学习精神的培养。

2、培养学生总结、归纳能力。

3、指导学生建立物理模型的科学方法，培养学生从实际问题中抽象出物理模型的能力。

（三）德育目标：培养学生实事求是的科学态度

二、教学手段和教学方法的使用 方法：引导发现法、问题探究法、学导式综合运用。理由：（1）这种方法属于教育理论的启发式。

（2）体现教师主导、学生主体的原则。

（3）有利于学生思维的发展。手段：讨论式、多媒体计算机 理由：（1）提高学生兴趣。

（2）注意力集中。

（3）提高课堂吸收率

三、学法指导

教学问题实际上就是不仅使学生学会，而且要使学生会学。本节课使学生学会观察、学会发现、学会联想、学会对比、学会归纳、学会总结。鼓励学生通过分析和解决问题，从而激发他们的兴趣。在教学过程中我是通过“四让”来体现的，即“概念让学生说，规律让学生找，道理让学生讲，题目让学生做。”这样完全使学生从原来的学会向会学转化，调动学生的积极性，激发了学生的兴趣，从而也培养了学生的创新意识和良好的思维习惯以及如何建立物理模型的科学方法。

四、教学程序的设计

根据建构主义理论，本节的课堂程序设计的主导思想是：以问题为中心组织教学，让学生处在一个充满问题的未知领域内，通过问题的不断提出、不断探索、不断解决、不断总结，使学生理解并掌握作简谐运动的物体的受力特点及其运动规律，这样在他们的头脑中形成了完整的认知结构，从而使学生的思维向纵深发展。同时，学生还学到了类比、归纳等学习方法。

1、创设情景，大屏幕演示简谐运动并提出问题

2、分组研究、讨论，学生将自己得到的结果在组内公布，答案不一致的进行讨论。这本身就是研究性学习中共同学习的一种体现，也是学生团结合作精神的一种体验。然后每组同学将讨论结果在班内公布，这也培养了学生的竞争意识。

3、联想猜测，研究发现，培养学生的探索精神

4、归纳总结，培养学生总结、归纳能力

5、巩固训练，加深印象，巩固新知

6、作业布置，作业分为必做题、选做题和思考题。这既是素质教育的需要，又是分层次教学的充分体现，同时通过思考题在课下继续锻炼学生的思维能力。

五、教学程序的设计 本节课在程序上分为“问题提出—历史介绍—方法讲解—模拟训练—联想猜测—研究发现—归纳总结—作业布置”等八个阶段。

1、问题提出

本节课将计算y=x2在〔0,1〕上的曲边梯形的面积，那么如何计算呢？心理学表明：思维从疑问开始，问题的提出使学生的思维得以启动，同时这个曲边梯形并不象正方形、长方形、圆、扇形等有现成的公式可以利用，它没有现成的公式可用，问题本身具有新鲜感和诱惑力，极大地引起了学生的兴趣，这样引入符合教学论中的激发性原则。

2、历史介绍

介绍300年前，牛顿、卡瓦列利、瓦里士等著名学者对这个问题的研究成果。使学生了解一下数学史，了解一下大科学家对这个问题本身的看法，由于学生的大科学家的崇拜，更加调动了学生的学习兴趣；同时，通过对科学家不畏艰难勇于探索事迹的介绍，也是对学生不怕困难刻苦学习精神的教育。这也符合教学论中思想性与科学性统一的原则。

3、方法讲解

由于微积分的发展完善经过了近千年历史，所以微积分思想方法不适合让学生在课上自己探索、发现、归纳、总结，即自学式；所以由教师利用多媒体计算机形象地模拟、演示、描述，使学生从感性上理解，再逐步上升到理性上的认识，这符合人们认识事物的一般规律，即先由感性认识再逐步上升到理性认识；同时计算机的直观形象的演示，也符合教学论中的直观性原则；极限理论与计算机的结合运用，使学生清楚地看到曲边梯形的面积由量变到质变的变化过程，这也符合事物的发展变化由量变到质变的哲学原理。

4、模拟训练

练习题目的设置，主要是为了强化本节课的重点，通过学生自己亲自尝试、体验，才能深刻理解“分割、近似代替、求和、取极限”的微积分思想方法；对学困生来讲，这样才能打好基础，这样安排即符合教学论中的巩固性原则，也符合素质教育理论中面向全体的基本要求。

5、联想猜测

数学的发现和进展都是从联想猜测开始的，在经过几道题目的训练之后，对y=1/x2在〔0,1〕上曲边梯形面积为确定数值，那么在〔1,＋∞）上呢？有这样的猜测是正常的，因为在这之前学习数列知识时，遇到过这样的问题，即1/2+1/22+1/23+„„，这无穷多个正数之和的结果却是1，因此通过对这个问题的联想之后，自然要对y=1/x2在〔1,＋∞）的面积提出猜测，这符合人们思维认识发展的一般规律，也符合数学发展的一般规律，同时也再次激发学生进一步学习的浓厚兴趣，学生也从中学到了联想、猜测的思想方法。

6、研究发现 类似于数列问题一样，也可利用极限工具来处理，方法确定之后，由师生共同探索，先研究y=1/x2在〔1,a〕上的曲边梯形面积，在让a→＋∞，即可得到y=1/x2在〔1,＋∞〕上的面积，而y=1/x在〔1,＋∞〕上却没有结果；从研究过程中，培养了学生的探索精神；这样处理使优秀学生的思路得以扩展，这也符合素质教育中面向全体的基本观点，使各类学生都有所发展。从结果上看y=1/x2在〔1,＋∞〕上能够求出面积，而y=1/x在〔1,＋∞〕上却没有

结果，其规律并没有给出，实质上这是数学分析广义积分中的柯西法则和阿贝尔法则，这样处理，给学生留下悬念，为学生将来的发展做下铺垫，这符合教学论中的量力性原则和系统性原则。

7、归纳总结

完成了本节课的教学内容后，在教师的引导下，师生共同归纳总结，目的是让学生在头脑中更深刻更清晰地留下思维的痕迹，在此基础上，归纳出“分割、近似代替、求和、取极限”的微积分思想方法，同时师生共同总结，容易调动学生的学习积极性和主动参与意识，符合教学论中的激发性原则。

8、作业布置

通过本节课的教学内容，布置相应的作业，通过作业反馈本节课知识掌握的效果，以便下节课查陋补缺，这符合教学论中的程序原则和反馈原则。

第三篇：简谐运动说课教案

《简谐运动》说课教案

成都市川化中学：斯伟 时间：2009年6月11日

各位老师：

大家下午好，今天我说课的内容是高中物理第九章第一节《简谐运动》。

1、教材分析

《机械振动》是物体机械运动形式中一种较复杂的运动，是力学部分学习难度较大的一章，简谐运动是本章的重点，是研究机械振动和波的基础，学好简谐运动可以为以后学习机械波和电磁波等知识打下坚实的基础。按照高考的对于本节内容的考查内容和层次要求，本节内容的要求要让学生对于简谐运动能进行简单和常见的判断。对于简谐运动的位移，速度，回复力，加速度，动能和势能的变化有着比较深入的认识和理解。在教学中，应主要从运动学，动力学，能量转化三个角度来研究简谐运动的理想模型——弹簧振子，从而达到本节内容的学习目标。

2、教学目标

通过本节内容的学习，要使学生达成下列教学目标：（1）知道机械振动的概念，知道它是机械运动的一种形式；知道什么是简谐运动，理解简谐运动的运动学，动力学特征和能量转化情况；通过观察实验现象，分析讨论得出相关规律培养学生抽象思维能力和严密的逻辑思维能力；通过观察实验现象，分析讨论得出相关规律培养学生抽象思维能力和严密的逻辑思维能力；通过观察实验现象，分析讨论得出相关规律培养学生抽象思维能力和严密的逻辑思维能力；

（2）分析简谐运动完成一次全振动的过程及对于运动对称性的感受；通过忽略次要因素，抓住主要因素这一模型的建立过程使学生明白“理想模型法”在物理研究中应用；（3）通过学习活动，使学生感受物理科学所具有的简洁对称美，激发学生学习物理的兴趣；

3、教学重难点

（1）重点：理解简谐运动的特点和规律：（2）难点：理解和掌握简谐运动的回复力；

4、教学方法

学生能力的发展与他们的学习行为是紧密联系的，要发展学生的学习能力，就必须经过相应的学习过程。本节内容的学习需要在老师的引导下，通过观察实验现象，通过分析，讨论，合作，探究得出简谐运动物体的位移，速度，回复力，加速度的特征。在教学中应坚持学生学习的主体性和教师的主导性，通过学生思维的深度训练来提升学生的思维能力。

5、教学过程（1）引入新课

通过实验演示和多媒体课件展示，给出本节课的研究内容，引入本节课题（时间约3分钟）

（2）新课教学（四个板块，共35分钟）

① 机械振动的概念教学，此过程主要通过对生活实例和教具展示来引导学生建立机械振动这一特殊运动方式。掌握机械运动的典型特征：往复性和周期性，并了解机械振动的平衡位置的判断方法。② 弹簧振子这一理想模型的建立。通过对教具的受力和运动情况的分析，通过与质点的类比方法抽象出弹簧振子这一理想模型，明白什么样的系统可以抽象为理想模型。

③ 简谐运动模型的特征分析及应用。通过对弹簧振子的受力和运动情况的分析，逐步弄清一个全振动过程中各个物理量的变化，特别是对于简谐运动中的位移，回复力，加速度，速度，动能，势能的分析一定要学生自行动手，通过合作，交流，评估来深入掌握简谐运动的特点，并学会如何根据来判断简谐运动。会运用简谐运动的特征来解决一些基本的应用问题。借助于多媒体课件的展示，引导学生快速而准确认识简谐运动的运动学和动力学特征，通过课件展示，建立起学生从抽象到形象之间的联系。

④ 小结。分层次进行作业布置，并引导学生完成本节课的小结，即认识好“四个一”。

6、板书设计

简谐运动

一、机械振动

三、简谐运动

1、机械振动

1、x，f，a，v，和动能势能分析

2、平衡位置：

2、特征分析：

3、特征：往复性，（1）

对称性，（2）

周期性

3、简谐运动

二、弹簧振子（1）定义

1、组成：（2）判断F=-kx

2、理想模型

4、小结

第四篇：简谐运动_说课稿

资中县中学物理教学专业委员会

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第五篇：简谐运动教案

人类生活在运动的世界里,振动就是其中一种较为常见的形式,如图所示的钟表利用了钟摆的振动来进行计时,蹦极运动的运动员利用弹性绳沿竖直方向上下运动,琴弦的振动让人们欣赏到优美的音乐,地震可能会给人类带来巨大的灾难„„振动现象比比

皆是,与我们的生活密切相关。因此,认识并理解振动,掌握物体振动的规律很有必要。

振动的物体千姿百态,各物体的振动情况也不尽相同,不可能对所有物体的振动规律全部描述一遍,但我们仍用研究问题的基本方法来研究振动——将复杂的振动看成几个简单振动的合振动。在本章中,我们着重分析两种最简单的振动模型,学习如何描述振动,掌握两种简单振动模型所具有的性质。

课时11.1 简 谐 运 动

1.知道什么是弹簧振子,领会弹簧振子是理想化模型。

2.通过观察和分析,理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。

3.经历对简谐运动的运动学特征的探究过程,加深领悟用图象描绘运动的方法。

重点难点:理解简谐运动的概念,理解简谐运动位移—时间图象的意义。

教学建议:对于本节课的教学,首先通过学生身边和生活中实际的例子引出振动的概念;而后按从简单到复杂、从特殊到一般的思路,从运动学的角度认识弹簧振子,通过演示实验得出弹簧振子的振动图象;再通过数据分析揭示出弹簧振子的位移—时间图象是正弦曲线,然后从其运动学特征给出简谐运动的定义,并进一步引导学生认识简谐运动是一种较前面所学的直线运动、曲线运动更复杂的机械运动;最后回归生活和应用举例,使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。

导入新课:随着社会经济的发展,我国高层建筑与超高层建筑越来越多。高层建筑受地面震动和风力的影响较大,其力学稳定性很重要。建筑受到风荷载的作用,高度增加,横向振幅增大。例如,100层建筑横向振幅达1 m左右。从本节开始,我们要学习物体振动所遵循的规律。

1.弹簧振子

(1)平衡位置:做往复运动的物体原来①静止时的位置叫作平衡位置。

(2)机械振动:物体(或者物体的一部分)在②平衡位置附近所做的③往复运动,叫作机械振动,简称④振动。

(3)弹簧振子:把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在⑤光滑的杆上,能够自由滑动,两者之间的⑥摩擦可以忽略,弹簧的⑦质量与小球相比也可以忽略。把小球拉离平衡位置后放开,小球便做机械振动,这样的系统称为弹簧振子。

2.弹簧振子的位移—时间图象

用横坐标表示振子运动的⑧时间,纵坐标表示振子运动的⑨位移,然后用频闪照相法可以得到振子在⑩平衡位置附近往复运动的位移—时间图象。

3.简谐运动及其图象

(1)简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从 正弦函数的规律,即它的振动图象是一条 正弦曲线,这样的振动叫作简谐运动。

(2)简谐运动是最简单、最基本的振动,弹簧振子的振动就是 简谐运动。

1.弹簧振子作为物理模型忽略了哪些因素?

解答:弹簧振子是一个不考虑摩擦阻力,不考虑弹簧的质量,不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。

2.振动图象是一种怎样的图象?

解答:振动图象表示振子的位移随时间变化的规律,即位移—时间图象,也叫振动曲线。

3.简谐运动的振动图象具有什么特点?

解答:理论和实验证明,所有简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。

主题1:机械振动的特征

问题:(1)机械振动的轨迹一定是直线吗?若不是,请讨论后举例说明。

(2)做机械振动的物体,其空间位置随时间的推移有何规律?

(3)做机械振动的物体离开平衡位置后受力有何特点?力的作用效果是什么?

解答:(1)不一定;光滑小球在一个碗的底部的往复运动属于机械振动,但轨迹是曲线。

(2)空间位置随时间的推移具有往复性的变化规律。

(3)受到一个指向平衡位置的力;力的作用效果是使物体回到平衡位置。

知识链接:振动的物体可能做直线运动,也可能做曲线运动。

主题2:简谐运动中的位移

情景:

图示为放在光滑水平面上在a、b间运动的弹簧振子。

问题:(1)小球从o运动到b的过程中和从b运动到o的过程中途经c时,其相对平衡位置的位移

(填“相同”或“不相同”),所受合外力

(填“相同”或“不相同”)。

(2)若c点和d点关于位置o对称,则小球在c点和d点的位移有什么关系?与小球的速度方向有关吗?

解答:(1)相同 相同

(2)位移大小相等,方向相反;与小球速度无关。

知识链接:简谐运动中的位移更像是某时刻振子的位置,是指相对平衡位置的位移,与振子的速度方向无关。

主题3:简谐运动中的速度

情景:如图所示的弹簧振子,小球在水平方向做简谐运动,o点为小球的平衡位置,a、b为其左右两端的最大位移位置。

问题:(1)小球由o点向a点和由o点向b点运动的过程中,小球的速度如何变化?

(2)同理分析小球由a点到o点和由b点到o点运动的过程中速度的变化情况,总结出简谐运动中小球速度的变化特点。

解答:(1)小球由o点向a点和由o点向b点运动的过程中,小球的速度均逐渐变小。

(2)小球由a点到o点和由b点到o点运动的过程中,速度均逐渐变大;在简谐运动中,小球离开平衡位置的过程速度变小,靠近平衡位置的过程速度变大。

知识链接:做简谐运动的物体,在平衡位置处速度最大,最大位移处速度为零。

主题4:振动图象

情景:在运动学中,我们曾用x-t图象直观地描述了物体运动的位移和时间的关系。做简谐振动的小球离开平衡位置的位移在不断变化,那么我们也可以用x-t图象来描述做简谐振动的物体离开平衡位置的位移和时间的关系。

问题:(1)观察图甲,并认真分析。在绘制弹簧振子的x-t图象的过程中采用了何种物理方法?为什么要让纸条匀速运动?请说明绘制出的图象的物理意义。

甲

乙

(2)图乙为某弹簧振子的位移图象,若此图象为正弦曲线,则弹簧振子的振动周期为多少?振动过程中振子离开平衡位置的最大位移为多少?根据数学知识写出此正弦函数的方程式。

解答:(1)描迹法;让纸条匀速运动是为了把振子经历的时间均匀地展开;绘制出的图象表示振子在各个时刻离开平衡位置的位移。

(2)2π s;10 cm;y=10sin t(cm)。

知识链接:通过振动图象可以知道振子离开平衡位置的最大距离和振动周期,还可以根据图象走势判断振子某时刻的速度方向。

1.(考查简谐运动中各物理量的变化规律)一弹簧振子在水平面内做简谐运动,当振子每次经过非平衡位置的同一位置时,不一定相同的物理量是()。

a.速度

b.合力

c.位移

d.加速度

【解析】只要振子离开平衡位置,其位移一定由平衡位置指向振子所在的位置;所受弹簧的弹力(即合力)一定指向平衡位置,加速度也指向平衡位置,而且同一位置大小一定;速度大小虽然一定,但方向可能指向平衡位置,也可能背离平衡位置,所以方向不一定相同。b、c、d错,a选项正确。

【答案】a

【点评】做简谐运动的物体经过同一位置时,可能正远离平衡位置,也可能正靠近平衡位置,速度方向不同,但位移、合力、加速度的方向都相同。

2.(考查简谐运动的位移)如图所示,o点是弹簧振子的平衡位置,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.振子的位移大小在增大

【解析】由于振子在o点的右侧由a向o运动,所以振子的位移方向向右,且大小在不断减小,故正确答案为a、b。

【答案】ab

【点评】对于简谐运动,位移的参考点均是平衡位置。

3.(考查从图象读取信息的能力)在弹簧振子的小球上安置一记录用的铅笔p,在下面放一条白纸带,当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带,铅笔p就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图所示,假设向右为正方向,则下列说法正确的是()。

a.振子偏离平衡位置的最大距离为10 cm

b.1 s末到2 s末振子速度方向为负

c.2.5 s末和3.5 s末振子的位移相同,运动方向也相同

d.振子在4.5 s时所受的合力为正

【解析】由图象可知,a对;1 s末到2 s末振子的位移越来越小,且正向平衡位置运动,速度为负,b对;2.5 s末和3.5 s末振子的位移相同,但速度方向相反,c错;由图象可知,振子在4.5 s时所受合力方向指向平衡位置,为负,d错。

【答案】ab

【点评】要注意根据位移的变化趋势判断速度方向。

4.(考查由图象确定加速度的方向)在水平方向上做简谐运动的质点其振动图象如图所示,假设向右为正方向,则物体正在向右加速的时间是()。

a.0~1 s b.1 s~2 s

c.2 s~3 s d.3 s~4 s

【解析】物体向右加速说明物体正在从负向最大位移处向平衡位置运动,根据图象可以判断在3 s~4 s内物体向右做加速运动,d正确。

【答案】d

【点评】要注意向右运动与向右加速运动的时间段不同。

拓展一:简谐运动的平衡位置、位移变化规律和速度变化规律

1.如图所示,在一个竖直悬挂的轻弹簧下方挂一个小球做成一个弹簧振子,在o处弹簧处于自然状态,悬挂小球后小球可静止于o'处。将小球拉到b处后放手,小球即可在a、b之间往复运动,若小球从b处返回到平衡位置的过程中途径c处,则下列说法中正确的是()。

a.o为平衡位置

b.小球从b处返回到平衡位置的过程中经c处时速度方向向上

c.小球从b处返回到平衡位置的过程中经c处时所受合力方向向上

d.小球从b处返回到平衡位置的过程中经c处时离开平衡位置的位移方向向上

【分析】确定平衡位置是解答本题的关键。注意平衡位置是振动前小球静止的位置,也就是合力为零的位置。在简谐运动问题中,质点的位移都是相对于平衡位置而言的。

【解析】小球在平衡位置时所受合力为0,o'为平衡位置,a选项错误;小球从b处返回到平衡位置的过程中向o'运动,速度方向向上,b正确;小球在c处时所受弹簧的弹力向上,且大于重力,合力方向向上,c对;小球在c处时离开平衡位置的位移为o'c,方向向下,d选项错误。

【答案】bc

【点拨】平衡位置一定是振子沿运动方向所受合力为零的位置;位移一定要抓住“离开平衡位置的位移”这个要点;运动方向即为速度方向。

拓展二:简谐运动图象的有关问题

2.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的图象如图所示,则质点()。

a.第1 s末与第3 s末的位移相同

b.第1 s末与第3 s末的速度相同

c.4 s末至8 s末路程为10 cm

d.3 s末至5 s末速度方向不变

【分析】从振动图象可以看出各时刻位移的大小、正负以及变化情况。判断位移是否相同时一定要看其大小、方向是否都相同;简谐运动的速度具有对称性,位移大小相同的位置速度大小也相等,但速度方向要根据位移的变化来判断。

【解析】由图象可以看出,t=1 s和t=3 s两时刻位移相同,a选项正确;第1 s末和第3 s末的速度方向不同,b选项错误;仍由图象可知,4 s末至8 s末质点路程为s=2×5 cm=10 cm,c选项正确;3 s末至5 s末速度方向不变,d选项正确。

【答案】acd

【点拨】将位移图象和振动物体的位移变化情况一一对应是解决图象问题的关键,要能在位移图象中准确地找出振动物体在平衡位置和离开平衡位置的最大距离处的时刻。