2.1專題用計(jì)算機(jī)繪制和驗(yàn)證彈簧振子的xt圖像說(shuō)課課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

用計(jì)算機(jī)繪制和驗(yàn)證彈簧振子的x-t圖像一、說(shuō)教材二、說(shuō)實(shí)驗(yàn)原理三、說(shuō)實(shí)驗(yàn)過(guò)程目錄四、說(shuō)實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)一、說(shuō)教材人教版高中物理選擇性必修第一冊(cè)第二章

機(jī)械振動(dòng)第一節(jié)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)難點(diǎn)：怎樣用合適的方式將學(xué)生從他們熟悉的直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)很好的引導(dǎo)到另一種新接觸的運(yùn)動(dòng)--機(jī)械振動(dòng)中二、說(shuō)實(shí)驗(yàn)原理1.利用手機(jī)的連拍功能，相等的時(shí)間間隔拍攝一系列照片，將照片橫向?qū)R，得到了相等時(shí)間間隔下振子的空間位移圖像。橫向建立時(shí)間（t）軸，縱向建立位移（x）軸，利用測(cè)量工具得到（t,x）坐標(biāo)，將得到的數(shù)據(jù)用散點(diǎn)圖進(jìn)行擬合，得到了彈簧振子在振動(dòng)的過(guò)程中振子隨時(shí)間變化的x-t圖像，大致呈現(xiàn)出正弦函數(shù)的規(guī)律。后面利用相同的周期和振幅，使用標(biāo)準(zhǔn)正弦函數(shù)進(jìn)行二次擬合，發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的圖像重合度非常高，反向驗(yàn)證了彈簧振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2.利用智能數(shù)字實(shí)驗(yàn)盤中的位移和力傳感器模塊，結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件實(shí)時(shí)展示彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中振子位移隨時(shí)間（x-t）變化的圖像和振動(dòng)過(guò)程中彈簧所受彈力(F-t)隨時(shí)間變化的圖像實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：（1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察，認(rèn)識(shí)機(jī)械振動(dòng)。會(huì)運(yùn)用理想化方法構(gòu)建彈簧振子模型。（2）通過(guò)觀察、分析和推理，證明彈簧振子的位移—時(shí)間圖像是正弦曲線，會(huì)用圖像描述運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。（3）經(jīng)歷探究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律的過(guò)程，能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點(diǎn)、形成結(jié)論。（4）通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，感受科技進(jìn)步帶來(lái)的方便快捷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)先進(jìn)科技的學(xué)習(xí)熱情，在心里埋下科技報(bào)國(guó)的種子。三、說(shuō)實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.利用手機(jī)連拍功能與計(jì)算機(jī)相結(jié)合2.利用智能數(shù)字實(shí)驗(yàn)盤與計(jì)算機(jī)相結(jié)合0.10.20.30.40.50.60.72.59cm3.03cm1.03cm1.62cm3.03cm0--2.09cm1.88cmt/s

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3.034x值2,0.7,2.94676367069779x值,0.2,3.03x值2,0.1,x值,0.7,3.0332x值2,0.2,2.75649572518612x值,0.1,2.59x值,0.6,1.62x值,0.3,1.031x值2,0.6,x值2,0.3,0.3627313555388360x值值2,

,00,

,0000.10.20.30.40.50.60.70.8-1-2-3x值2,0.5,-原始數(shù)據(jù)x值2,0.4,-1.68080467382793x值,0.4,-1.881.88965264362449x值,0.5,-2.09標(biāo)準(zhǔn)正弦函數(shù)四、實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)：本節(jié)實(shí)驗(yàn)課的難點(diǎn)是怎樣用合適的方式將學(xué)生從他們熟悉的直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)到另一種新接觸的運(yùn)動(dòng)--機(jī)械振動(dòng)中，本節(jié)課從學(xué)生容易接受的手機(jī)連拍功能入手，通過(guò)不同時(shí)刻振子所處不同位置的緊密排列的圖片，讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)到簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)x-t圖像的實(shí)際意義，并通過(guò)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過(guò)程，鍛煉了學(xué)生動(dòng)手和計(jì)算的能力。通過(guò)后面利用先進(jìn)的傳感器模塊和計(jì)算機(jī)相結(jié)合，可以非常方便快捷的證明彈簧振子模型的運(yùn)動(dòng)為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過(guò)程可以讓學(xué)生感受