2023年教案书写模板和公式(精选多篇).docx
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1、2023年教案书写模板和公式(精选多篇) 推荐第1篇:简谐运动的图像和公式教案 简谐运动的图像和公式教案 【教学目标】 1正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2能根据图象直接读出振动的振幅、周期(频率)和任一时刻的位移,分析运动速度和加速度的变化及方向,从而由图象了解物体的运动情况。 【重点】:简谐运动图象的物理意义 【难点】: 1、简谐运动图象与振动轨迹的区别; 2、相位的物理意义 【教学流程】 一、复习回顾 1.什么是简谐振动? 2.描述简谐运动有哪些特征物理量? 3.简谐运动过程中各物理量发生了什么变化? (板书:回顾:1.简谐运动;2.A、T、f、
2、等;3.物理量相关变化) 二、导入新课 师:在前面的学习中,我们研究描述物体的运动规律一般可以用几种方法? 生:公式法即用物理公式表示 图像法即用图像表示 (老师引导学生作答) 师:大家再回忆一下匀速直线运动的位移时间图象是怎样的? 生:以时间为横轴,以位移为纵轴,建立直角坐标系,作出图 像。 师:沿用这种研究方法,如果用位移图象来表示简谐运动位移与时间的关 系,形状又如何呢?我们一起来探究一下物体做简谐运动的图像和表达公式。 (板书:1.3 简谐运动的图像和公式) 一、简谐运动的图像 1 简谐运动图像的获得 师:首先我们来看看如何来获得简谐运动的图像。 (板书: 一、简谐运动图像的获得) 如
3、图所示的装置是一个悬挂在固定支架上盛沙的漏斗。用细线悬挂的漏斗可看作是单摆,漏斗相当于小球,让它在一个固定的竖直平面做小角度摆动,这个摆动是简谐运动。在漏斗下方水平放置一张画有直线的薄板,静止时漏斗位于直线OO正上方。匀速拉动薄板,每一刻都有细沙从漏斗中漏出,大家来通过观察一下这个实验,一边观察,一边思考两个问题: 1.落在薄板上的细沙的位置和各个时刻摆球(漏斗)的位置有什么关系? 2.仔细观察并判断细沙在薄板上形成什么形状的曲线? (动画演示两遍) 生:细沙的位置代表了摆球的位置;形成正弦曲线或者余弦曲线。 师:对,因为每一刻都有细沙从漏斗中漏出,所以落在薄板上的就记录了各个时刻摆球的位置。
4、由于匀速拖动薄板,由S=vt 知,v一定,位移正比于时间,因此可以用OO表示时间轴,以垂直OO的坐标表示摆球相对于平衡位置的位移。我们将得到位移x随时间t的变化图像,称之为简谐运动的图像。 师:这张图片是用照相机拍摄的一个由竖直弹簧吊着的弹簧振子振动的图片,它使得底片在相等时间间隔水平移动相等时间并多次曝光。因此图像也能展示振子的位移随时间的变化规律,大家可以看到简谐运动的图像是一条正弦(或余弦)曲线。 (板书:1.简谐运动图像为一条正弦(或余弦)曲线) 2.简谐运动的图象及物理意义 师: 因为细沙的位置代表了摆球的位置,匀速拖动纸带代表了时间,因此简谐运动的振动图象表示某个振动物体相对于平衡
5、位置的位移。 (板书:2.物理意义:表示某个振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化规律。) 师:请大家思考:振动图象是不是质点的运动轨迹? 生:是;不是 师:振子或者摆球只在一个方向上下或者左右振动,不会跟随时间移动,因此不能表示振动物体的运动轨迹。 (板书:3.振动图像不代表物体的运动轨迹) 二、从简谐运动的图象了解振动物体的运动情况 1.直接描述量 师:得到了简谐运动的图像,那我们就来从图像上去了解物体的运动情况,观察如图所示图像,我们可以从图像得出什么直接描述振动情况的物理量? 生:振幅、周期 师:对,我们可以看到x最大值为2cm,因此振幅为2cm,而经过了4s,振子又回到了原来的位置
6、,因此它的周期为4s。那大家看看能得出振子任意时刻的位移吗? 生:能 (板书:1.直接描述量A、T、任意时刻的位移X) 振幅A;图像的峰值, 周期T;相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔, 任意时刻的位移x。 师:此外,我们也可以间接得出一些描述物体运动情况的物理量。 (板书:2.间接描述量f、v的方向及变化趋势、a的方向及变化趋势) 频率f=1/T 任一时刻t的振动方向 x-t图线上任一点的切线的斜率等于v。 任一时刻t的加速度a的方向 4简谐运动的表达式 (1)简谐运动的振动方程 师:既然简谐运动的位移和时间的关系可以用正弦曲线或余弦曲线来表示,那么若以x代表质点对于平衡位置
7、的位移,t代表时间,根据三角函数知识,x和t的函数关系可以写成 x=Asin(t+) 注意:公式中的A代表振动的振幅,叫做圆频率,它与频率f之间的关系为:=2f,且不同于圆周运动中的角速度; 公式中的(t+)表示简谐运动的相位,t=0时的相位 叫做初相位,简称初相。 (2)两个同频率简谐运动的相位差 师:设两个简谐运动的频率相同,则据=2f,得到它们的圆频率相同,设它们的初相分别为1和2,它们的相位差就是 (t+2)(t+1)=21 讨论: 师:一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动? 生:相位每增加2就意味着发生了一次全振动 师:甲和乙两个简谐运动的相位差为3/2,意味着什么?
8、 生:甲和乙两个简谐运动的相位差为3/2,意味着乙总是比甲滞后3/2个周期或3/2次全振动 (老师引导学生回答) 例 1、如图所示,是某简谐振动图象,试由图象判断下列说法哪些正确:( ) A、振幅是6cm B、周期是8s C、4s末摆球速度为负,振动加速度为零 D、第6s末摆球的加速度为正,速度为零 E、第9s末摆球的加速度为正,速度为正 答案:BCD 例2.如图所示,是质点的振动图象,则振幅是_m,频率是_Hz, 0-4s内质点通过路程是_m,6s末质点位移是_m。 答案:0.0 2、0.1 25、0.0 4、0.02) 四、振动曲线的应用 (1)心电图仪 (2) 地震仪 五、课堂小结 1.
9、从物体的振动图像得出描述物理运动状态的物理量(A、V等),从而了解物体的运动状况 2.简谐振动的表达式及其意义,相位及相位差的概念 【板书设计】 1.3 简谐运动的图像和公式 回顾:1.简谐运动; 2.A、T、f、等 3.物理量相关变化 一、简谐运动图像的获得 1.简谐运动图像为一条正弦(或余弦)曲线 2.物理意义:表示某个振动物体相对于平衡位置的位移随时间的变化规律 3.振动图像不代表物体的运动轨迹 二、从简谐运动的图象了解振动物体的运动情况 1.直接描述量:A、T、任意时刻的位移X 2.间接描述量:f、v的方向及变化趋势、a的方向及变化趋势 三、简谐运动的表达式 x=Asin(t+) (=
10、2f,圆频率) 相位差:X1=A1sin(t+1) X2=A2sin(t+2) 因此,(t+2)(t+1)=21 推荐第2篇:数列通项公式与前n项和公式关系教案(推荐) 数列通项公式与前n项和公式关系教案 教学目标 1了解数列的通项公式an与前n项和公式Sn的关系 2能通过前n项和公式Sn求出数列的通项公式an 3培养学生辩证统一的观点 教学重点与难点 重点:认清两者之间的关系 难点:通过Sn求出an的基本方法 教学过程设计 (一)课题引入 师:回忆一下什么是数列的通项公式?什么是数列的前n项和? 生:如果数列an的第n项an 与n之间的函数关系可以用一个公式来表示,这个公式叫做这个数列的通项
11、公式即an=f(n),数列的前n项和Sn=a1a2an 师:那么Sn是否也可以表示成关于项数n的函数式? (由前两个概念,学生不难得出正确答案,教师进一步指出这个函数式称为数列的前n项和公式) 生:Sn可以表示成关于项数n的函数式 师:现在研究一下an与Sn两者之间的关系,(板书)需要考虑哪几种关系? (培养学生的辩证统一的观点,对今后的数学学习是有益的,掌握此观点,学生就可以主动地探讨其他数学问题) 生:应考虑已知an是否可以求出Sn;反之,已知Sn是否可以求出an 师:回答正确两者之间的关系,应该是辩证统一的这节课我们主要研究后一种,即已知Sn是否可以求出an (二)提示Sn与an的关系
12、师:(板书) 例1 已知数列的前n项和Sn=nn求:(1)a1,a2,a3,a4;(2)通项公式an (由形象思维到抽象思维,由特殊到一般,是研究数学问题的一般规律,在教学中可以起到突出重点,突破难点的作用给学生一个台阶,使学生在自己发现结论的过程中体现知识形成过程的教学) 师:(板书) 因为Sn=a1a2an, 则a1=S1=2, a2S2a14, a3S3a1a26 a4S4a1a2a38, 所以通项公式an=2n 师:请问an=2n是依据什么得出的? 生:由前4项猜想得出的 师:这样猜想得出的结果是否可靠?因为这是一种不完全归纳法,因此需要论证才能严谨,现阶段我们有没有什么数学方法可以验
13、证结论的正确性? 生:没有 师:那么我们不妨换一个角度来考虑问题如果结果不是通过“归纳、猜想”得到的,而是通过演绎推理获得,那么无需证明即是否能通过Sn推导出an? (“归纳猜想证明”与演绎推理是研究数学问题的两大类方法,也是学生应熟练掌握的而学生在运用“归纳猜想证明”时,往往容易忽视“证明”这个环节,而此环节恰恰是“归纳猜想证明”中最重要的部分,若缺少“证明”,此法即为不完全归纳法) 师:引导学生观察板书,可发现: 2 a2=S2a1中a1写成S1,即a2=S2S1; a3=S3a1a2中,a1a2可写成S2,即a3=S3S2; a4=S4a1a2a3中,a1a2a3可写成S3,即a4=S4
14、S3, 那么an是否与Sn也有以上关系? 生:因Sn=a1a2a3an,则an=Sn(a1a2an-1)又Sn-1=a1a2an-1,则an=SnSn-1 师:现在大家一起来考虑这个关系式对于任意数列,任意自然数n都能立? (设疑可以调动学生的思维,也为下一步教学作铺垫) 师:带着这个问题,我们来讨论一道题 (板书)例2 已知数列的前n项和Sn=n2n2,求数列的通项公式an 生:(板书)an=SnSn-1=n2n2(n1)2(n1)2=2n (做完之后,部分学生就会提出疑问,这时教师应及时因势利导,指导学生讨论,顺理成章地引出本节课的难点;若没有学生提出质疑,教师也可设问引出) 生:这个结果
15、有问题此题与例1得出的通项公式an是一致的,说明两个数列应是同一个数列,而它们的前n项和Sn又不相等,这不是矛盾吗? 师:问题提的很好,大家想一想,开动脑筋,讨论一下,这其中的道理究竟是什么? (分组讨论,此时学生思维是非常活跃的,方法也很多,教师在巡视过程中,应注意发现积极有意义的成份) 生:我用前面归纳a1,a2,a3,的方法计算了一下,得出:a1=S1=4,a2=S2S1=4,a3=S3S2=6,a4=S4a1a2a3=8,那么所谓通项公式an=2n,是从第二项开始的,而不包括a1 师:那么问题出在哪儿? 生:如果应用上述关系式an=SnSn-1,求a1,应为a1=S1S0,但是S0又表
16、示什么含义呢? 师:这个问题提的在理,S0表示什么意义? (教师在教学过程中,一定要抓住学生在回答问题时积极有意义的因素,这样可以激发学生学习的兴趣,有利于培养学生良好的思维品质) 师:我们在开始已经指出前n项和公式Sn是关于n的函数解析式,自变量n的范围是大于0的自然数,因此S0是没有意义的,即a1=S1S0此关系式是无任何意义的 生:可见,an=SnSn-1这个关系式的缺憾就是不能表示首项a1,它成立的条件应该是n2 师:那么a1如何确定? 生:a1可以由a1=S1确定 师:这样我们把an=SnSn-1这个关系式就找完备了即(板书) 那么例2的正确解法为: (板书)解:n=1时,a1=S1
17、=4 n2时,an=SnSn-1=nn2(n1)(n1)2=2n 22 生:我有一个想法,可以避免关系式中出现S0 师:说出来大家一起研究 (教师一定要保护学生思考的积极性,这样可以培养学生的发散性思维) 生:(板书)an+1=Sn+1Sn=(n1)2(n1)2n2n2=2n2 由于通项公式是关于项数n的函数解析式,所以an+1=f(n1)=2n2 应用换元法求函数解析式:f(n)=2n这样得到通项公式:an =2n 这种做法避免了S0,但为什么还是错误的 师:这种想法有一定道理,但只要我们进一步探讨,就会发现其中的问题 an+1=Sn+1Sn=2n2,此式也只揭示了数列从第2项起,项与项数的
18、函数关系,因此f(n1)与f(n)的定义域不同,这种做法,虽然表面上避免了S0的出现,但它与前一种方法本质上是同出一辙的 师:由上述两例中不难看出,由前n项和Sn求通项公式an时,n=1的情况有时可以统一,如例1,有时只能分类得到,如例2,那么如何区别呢?这里只要验证n=1时,an (n2)的表达式是否可以表示a1即可 (三)举例巩固 师:我们已经得到了前n项和Sn与通项公式an的关系,现在运用这一关系解决如下几个问题 例3 已知数列an的前n项和Sn,满足:log2(Sn 1)=n1求此数列的通项公式 an (例3的目的是巩固已学习过的知识,并且规范做题格式学习数学其中一个很重要的目的是培养
19、学生严谨的逻辑性,而这恰恰体现在学生做题的格式是否规范化上) 师:由例1,例2可知,要求出通项公式an,须求出Sn,即应由log2(Sn 1)=n1,求出Sn,再利用数列前n项和Sn与通项公式an之间的关系,得到数列的通项公式an 生:(板书) 解:由log2(Sn1)=n1,得Sn=2n11 当n=1时,a1=S1=221=3; 当n2时,an=SnSn-1=2n+11(2n1)=2n 例4 在数列an中,a1=0,an+1Sn=n22n(nN+)求数列an的通项公式 师:现在我们的任务是如何求出数列前n项和Sn 生:由已知an+1Sn=n2n,得Sn=n2nan1 师:这样求出的Sn,是否
20、能利用数列的前n项和与通项公式的关系,求出通项公式呢?显然是不行的,因为数列的前n项和公式Sn是关于项数n的函数关系式,而Sn =n22nan+1并不是关于项数n的函数关系式 生:不妨也利用数列前n项和Sn与通项公式an的关系,将an+1表示为an+1=Sn+1Sn,那么an+1Sn=n22n就转化为关于Sn+1,Sn的关系式,再求Sn 师:(板书)由于an+1=Sn+1Sn,则an+1Sn=Sn+1SnSn=Sn+1,即Sn+1=n22n 师:再如何通过Sn+1求Sn? 生:可以利用函数知识,因为前n项和Sn是关于项数n项的函数解析式,即已知 Sn+1=f(n1)=n22n,可以求出Sn=f
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