“用弹簧振子画简谐运动的图象”演示实验教学设计

李润杰

摘 要：通过对“用弹簧振子画简谐运动的图象”实验装置的改进，改善了教材中实验操作上的缺点，增强了实验的可行性，实验装置是用生活中很容易找到的器材制成的，使实验简单明了，更贴近学生的生活。

关键词：实验目的；器材选择与制作；实验过程；实验效果及注意的问题

一、实验目的

1.通过实验观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。

2.经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方法。

二、教学中的困惑

在高中物理选修3-4（人教版）简谐运动一节中，其重点和难点之一是简谐运动的图象，理解简谐运动的规律，而演示实验是本节课的关键。教材中给了三个“做一做”实验：（1）在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出小球的振动图象。（2）用数码相机和计算机绘制竖直方向弹簧振子的x-t图象。（3）用传感器和计算机描绘简谐运动的图象。后两个实验对实验数据的处理、数据分析可靠，精确度高。而笔者在实验操作中发现实验存在一些问题。

实验室中水平弹簧振子在振动时与滑竿间摩擦太大，振子振动不了几下就停止，得不到等幅振动。

采用传感器或数码相机照相后再输入计算机进行数据处理的办法，总给学生一种不够真实的感觉，不少学生会对图象产生疑问。

同时，在广大农村，特别是边远地区学校中，根本就没有条件做这些实验。为此我设计了一个简单方便，且在日常生活中就很容易找到实验器材的实验方案。

三、实验器材的选择与制作

实验器材：物理支架、输液瓶、输液器（带针头）、红色墨水、细线、金属重锤（带三个小孔）、木制框架、两个劲度系数相同的软弹簧、刻度尺、白色宣纸。

1.木制框架的制作：用三根长约40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并将刻度尺安装好，如图1

五、实验效果及注意的问题

通过该演示实验，学生首先能从中形象直观地认知图象，感知规律，而且又能演示弹簧振子的运动轨迹，让学生理解图象不是振子的运动轨迹，加深对图象的理解，同时又活跃了学生的思维，开阔了学生的视野。实验中应注意输液器的针头在固定时应竖直向下，拉动宣纸时应匀速拉动。

参考文献：

伍海华.”用弹簧振子画简谐运动的图象”演示实验教学设计[J].中学物理教学参考，2003（8）：29.

编辑 郭晓云

摘 要：通过对“用弹簧振子画简谐运动的图象”实验装置的改进，改善了教材中实验操作上的缺点，增强了实验的可行性，实验装置是用生活中很容易找到的器材制成的，使实验简单明了，更贴近学生的生活。

关键词：实验目的；器材选择与制作；实验过程；实验效果及注意的问题

一、实验目的

1.通过实验观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。

2.经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方法。

二、教学中的困惑

在高中物理选修3-4（人教版）简谐运动一节中，其重点和难点之一是简谐运动的图象，理解简谐运动的规律，而演示实验是本节课的关键。教材中给了三个“做一做”实验：（1）在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出小球的振动图象。（2）用数码相机和计算机绘制竖直方向弹簧振子的x-t图象。（3）用传感器和计算机描绘简谐运动的图象。后两个实验对实验数据的处理、数据分析可靠，精确度高。而笔者在实验操作中发现实验存在一些问题。

实验室中水平弹簧振子在振动时与滑竿间摩擦太大，振子振动不了几下就停止，得不到等幅振动。

采用传感器或数码相机照相后再输入计算机进行数据处理的办法，总给学生一种不够真实的感觉，不少学生会对图象产生疑问。

同时，在广大农村，特别是边远地区学校中，根本就没有条件做这些实验。为此我设计了一个简单方便，且在日常生活中就很容易找到实验器材的实验方案。

三、实验器材的选择与制作

实验器材：物理支架、输液瓶、输液器（带针头）、红色墨水、细线、金属重锤（带三个小孔）、木制框架、两个劲度系数相同的软弹簧、刻度尺、白色宣纸。

1.木制框架的制作：用三根长约40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并将刻度尺安装好，如图1

五、实验效果及注意的问题

通过该演示实验，学生首先能从中形象直观地认知图象，感知规律，而且又能演示弹簧振子的运动轨迹，让学生理解图象不是振子的运动轨迹，加深对图象的理解，同时又活跃了学生的思维，开阔了学生的视野。实验中应注意输液器的针头在固定时应竖直向下，拉动宣纸时应匀速拉动。

参考文献：

伍海华.”用弹簧振子画简谐运动的图象”演示实验教学设计[J].中学物理教学参考，2003（8）：29.

编辑 郭晓云

摘 要：通过对“用弹簧振子画简谐运动的图象”实验装置的改进，改善了教材中实验操作上的缺点，增强了实验的可行性，实验装置是用生活中很容易找到的器材制成的，使实验简单明了，更贴近学生的生活。

关键词：实验目的；器材选择与制作；实验过程；实验效果及注意的问题

一、实验目的

1.通过实验观察和分析，理解简谐运动的位移—时间图象是一条正弦曲线。

2.经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图象描绘运动的方法。

二、教学中的困惑

在高中物理选修3-4（人教版）简谐运动一节中，其重点和难点之一是简谐运动的图象，理解简谐运动的规律，而演示实验是本节课的关键。教材中给了三个“做一做”实验：（1）在弹簧振子的小球上安装一只绘图笔，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔在纸带上画出小球的振动图象。（2）用数码相机和计算机绘制竖直方向弹簧振子的x-t图象。（3）用传感器和计算机描绘简谐运动的图象。后两个实验对实验数据的处理、数据分析可靠，精确度高。而笔者在实验操作中发现实验存在一些问题。

实验室中水平弹簧振子在振动时与滑竿间摩擦太大，振子振动不了几下就停止，得不到等幅振动。

采用传感器或数码相机照相后再输入计算机进行数据处理的办法，总给学生一种不够真实的感觉，不少学生会对图象产生疑问。

同时，在广大农村，特别是边远地区学校中，根本就没有条件做这些实验。为此我设计了一个简单方便，且在日常生活中就很容易找到实验器材的实验方案。

三、实验器材的选择与制作

实验器材：物理支架、输液瓶、输液器（带针头）、红色墨水、细线、金属重锤（带三个小孔）、木制框架、两个劲度系数相同的软弹簧、刻度尺、白色宣纸。

1.木制框架的制作：用三根长约40 cm的方形木棍做成U型支架，固定在底座上，并将刻度尺安装好，如图1

五、实验效果及注意的问题

通过该演示实验，学生首先能从中形象直观地认知图象，感知规律，而且又能演示弹簧振子的运动轨迹，让学生理解图象不是振子的运动轨迹，加深对图象的理解，同时又活跃了学生的思维，开阔了学生的视野。实验中应注意输液器的针头在固定时应竖直向下，拉动宣纸时应匀速拉动。

参考文献：

伍海华.”用弹簧振子画简谐运动的图象”演示实验教学设计[J].中学物理教学参考，2003（8）：29.

编辑 郭晓云