《机械振动“简谐运动”》教学设计与反思

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1、《机械振动“简谐运动”》教学设计与反思刘志坚一、教学设计教学目的：1、知道机械振动是物体机械运动的另一种形式，知道机械振动的概念；2、知道什么是简谐运动，理解简谐运动回复力的特点；3、理解简谐运动中各物理量的变化情况；教学重点：1、简谐运动的定义，2、培养学生的观察能力、逻辑思维能力和实践能力。教学难点：简谐运动的回复力特征。教学用具：弹簧振子、单摆、摆钟、一端夹紧的钢条、音叉课件：PPt文稿（带Flash动画）教学过程：1、提问：到目前为止，大家所了解的机械运动有哪几种？（匀速直线运动，匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动……）。2、学生观察实验、动画。并说说是什么

2、样的机械运动。演示：单摆、竖直弹簧下的钩码的振动。动画：钟摆，荡秋千，思考：这些运动与我们以前了解的运动相比有什么区别？——往复运动引出“机械振动”概念。动画举例：衣物在微风中的摇摆，木板的颤动、人走路时手臂的摆动，地震。3、思考：物体为什么会做往复运动呢？物理学对物体运动的研究：（1）受力特征；（2）运动规律。物体做机械运动时，受力有何特征？运动规律怎样？学生继续观察演示和动画，然后讨论机械振动的受力特征——明确：物体一旦离开平衡位置，就会受到一个指向平衡位置的力的作用。引出“回复力”概念：4、教师讲述：从今天开始，我们来了解机械振动的一些最基本的知识。研究振动也从最

3、简单、最基本的振动着手，这种振动叫简谐运动。演示：气垫弹簧振子的运动。引出理想模型：弹簧振子：在忽略摩擦和空气阻力以及弹簧质量的情况下，小球和弹簧组成的系统。5、弹簧振子的运动是机械振动，必定受到回复力作用。请注意观察振子的运动，思考：是什么力在充当回复力呢？这个力的大小和方向有什么特点呢？请大家分组讨论，填写思考题。思考题：振子由A向O运动时，弹簧弹力的方向指向__O__点；振子由O向A‘运动时，弹簧弹力的方向指向O点；振子由A’向O运动时，弹簧弹力的方向指向O点；振子由O向A运动时，弹簧弹力的方向指向O点；根据胡克定律，弹簧弹力的大小F=kx。是弹力充当回复力。思考

4、提示：动画归纳：弹簧振子所受弹力是使振子振动的回复力方向：总是指向平衡位置，大小：F=kx（填表）式中：k为常数，叫劲度系数，简称劲度；x为弹簧的形变量6、请仔细观察，看看在振动过程中振子到平衡位置的距离跟弹簧的形变量x有怎样的关系，(动画)振动物体总在平衡位置附近作往复运动，根据这个特点，我们对振动的位移作规定：振子的位移：以平衡位置为起点，叫做偏离平衡位置O的位移。提问：这样规定位移后，振子振动过程中，位移的大小与弹簧的伸长量或缩短量有怎样关系？位移的方向有什么特点？（动画）（填表）7、提问：弹簧振子的回复力的大小、方向与振动的位移大小、方向有怎样的关系？（动画）引

5、出简谐运动概念。8、教师：当振动物体所受回复力满足F=-kx时，物体的振动就叫简谐运动。那么，做简谐运动的物体的运动规律又是怎样的呢？我们已经知道了简谐运动的受力情况。现在，先请证明：简谐运动的加速度a=-kx/m9、接下来，请同学们思考并填写下面的表格填表（大小填“增大”或“减小”或“不变”等；方向填“指向O”或“指向A”或“指向A’”等）：振子运动A→OO→A’A’→OO→AX大小方向F大小方向a大小方向v大小方向动能EK势能Ep机械能E10、小结并布置作业：练习一（2）、（3）、（4）二、教学反思（一）信息技术与课程整合的设想1、“机械振动”概念的引入：（1）演示

6、单摆的运动，竖直弹簧振子的运动。应用媒体：单摆；弹簧、重锤。（2）演示秋千和钟摆的运动动画（文稿“秋千”页）。应用媒体：用“控件工具”插入PPt文稿的Flash动画（以下简称“动画”）。让学生观察得出运动的共同点：“往复运动”2、“机械振动”概念学习的反馈：（学生举出一些其它的振动实例）应用媒体：动画：衣物在微风中的摇摆，木板的颤动、人走路时手臂的摆动，地震。（文稿“地震”页）。3、“回复力”概念的引入：（1）演示气垫弹簧振子的运动。应用媒体：气垫弹簧振子。（2）动画模拟，显示振子的受力。应用媒体：动画（文稿“动画”页）。4、研究“弹簧振子”的运动（1）观察弹簧振子的运

7、动，重点：振子的运动快慢变化。应用媒体：气垫弹簧振子。（2）动画模拟弹簧振子的运动，学生观察振子的运动，分组讨论，填写思考题，归纳出振子所受回复力的大小、方向特征。应用媒体：动画（文稿中的“动画”、“思考”页）。5、引入“简谐运动”概念：（1）观察动画，看看在振动过程中振子到平衡位置的距离跟弹簧的形变量x有怎样的关系。应用媒体：动画（文稿中的“动画”页）（2）引入“对平衡位置的位移”概念。应用媒体：动画（文稿中的“弹簧”页）。（3）继续观察动画，看振子振动过程中，位移的大小与弹簧的伸长量或缩短量有怎样关系？位移的方向有什么特点？应用媒体：