11.2 简谐运动的描述
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义；
（2）理解周期和频率的关系；
（3）知道振动物体的固有周期和固有频率，并正确理解与振幅无关；
（4）掌握简谐运动的表达式，正确理解振幅、相位、初相的概念。
2、过程与方法：
3、情感、态度与价值观：
教学重点：振幅、周期和频率的概念。
教学难点：振幅、周期和频率的物理意义；理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。
教学方法：实验观察、讲授、讨论，计算机辅助教学。
教学教具：弹簧振子，音叉，
教学过程：
第二节 简谐运动的描述
（一）新课引入
上节课讲了简谐运动的现象和受力情况。我们知道振子在回复力作用下，总以某一位置为中心做往复运动。现在我们观察弹簧振子的运动。将振子拉到平衡位置 O 的右侧，放手后，振子在 O 点的两侧做往复运动。振子的运动是否具有周期性？在圆周运动中，物体的运动由于具有周期性，为了研究其运动规律，我们引入了角速度、周期、转速等物理量。为了描述简谐运动，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和频率。
（二）新课讲授
实验演示：观察弹簧振子的运动，可知振子总在一定范围内运动。说明振子离开平衡位置的距离在一定的数值范围内，这就是我们要学的第一个概念——振幅。
1、振幅A：
振动物体离开平衡位置的最大距离。我们要注意，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，而不是最大位移。这就意味着，振幅是一个数值，指的是最大位移的绝对值。
2、振动的周期和频率
（1）振动的周期T：做简谐运动的物体完成一次全振动的时间。振动的频率f：单位时间内完成全振动的次数。
（2）周期的单位为秒（s）、频率的单位为赫兹（Hz）。
（3）周期和频率都是表示振动快慢的物理量。两者的关系为：T=1/f 或 f=1/T
若周期T=0.2s，即完成一次全振动需要0.2s，那么1s内完成全振动的次数，就是1/0.2=5s-1。也就是说，1s钟振动5次，即频率为5Hz。
3、简谐运动的周期或频率与振幅无关
实验演示：敲一下音叉，声音逐渐减弱，即振幅逐渐减小，但音调不发生变化，即频率不变。振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定，称为振子的固有周期或固有频率。
例1：一面锣，它只有一种声音，用锤敲锣，发出响亮的锣声，锣声很快弱下去，但不会变调。摆动着的秋千，虽摆动幅度发生变化，但频率不发生变化。弹簧振子在实际的振动中， 会逐渐停下来，但频率是不变的。这些都说明所有能振动的物体。都有自己的固有周期或固有频率。
课件18张PPT。2 简谐运动的描述一、振幅：2、物理意义：振幅是描述振动强弱的物理量。1、定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅。３、单位：在国际单位制中，振幅的单位是米（m）振幅和位移的区别？（１）振幅等于最大位移的数值。
（２）对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。
（３）位移是矢量，振幅是标量。讨论：一次全振动是简谐运动的最小单元，振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。全振动:一个完整的振动过程称为一次全振动 １、若从振子经过C向右起，经过怎样的运动才叫完成一次全振动？想一想： ２、弹簧振子完成一次全振动的路程与振幅之间存在怎样的关系？①周期：做简谐运动的物体完成一次全振动所需要的时间，叫做振动的周期，单位：s。
②频率：单位时间内完成的全振动的次数，叫频率。单位：Hz，1Hz=1s-1。
③周期和频率之间的关系：Ｔ＝1/f。
二、周期和频率猜想：弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定？设计实验：弹簧振子的周期与哪些因素有关？探究： ①实验过程中，我们应该选择哪个位置作为计时的开始时刻？
②一次全振动的时间非常短，我们应该怎样测量弹簧振子的周期？思考：实验１：探究弹簧振子的Ｔ与k的关系.
实验２：探究弹簧振子的Ｔ与m的关系.
实验３：探究弹簧振子的Ｔ与Ａ的关系.进行实验：结论：弹簧振子的周期由振动系统本身的质量和劲度系数决定，而与其他因素无关。三、相位 相位是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。四、简谐运动的表达式 简谐运动的位移和时间的关系可以用图象来表示为正弦或余弦曲线，如将这一关系表示为数学函数关系式应为：
1、 A 代表物体振动的振幅.
2、 ? 叫做圆频率，表示简谐运动的快慢。它与频率之间的关系为：? =2?f
3、“ ?t+?” 这个量就是简谐运动的相位，它是随时间t不断变化的物理量，表示振动所处的状态. ? 叫初相位，简称初相，即t=0时的相位。简谐运动的表达式振动方程中各变量的含义：１、描述简谐运动的物理量——振幅、周期、频率和相位。
振幅是描述振动强弱的物理量；
周期和频率都是用来表示振动快慢的物理量。
相位是表示振动步调的物理量
２、简谐运动的表达式为：
x=Asin（ωt+φ ） 小结：一个质点作简谐运动的振动图像如图5-15所示．从图中可以看出，该质点的振幅A= __m，周期Ｔ=__ s，频率f=__Hz，从t=0开始在△t=０.5s内质点的位移 __，路程=___．
练习１： 0.10.42.50.1m0.5m 练习２：写出振动方程 .
X=10sin(2π t)cm 简谐运动的振幅与位移的区别？讨论：１、阅读：科学漫步“月相”
２、教学案“课堂作业”作业：
