简谐运动的的教案示例.doc

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1、简谐运动的的教案示例【编注】本文系全国中学物理青年教师教学大赛一等奖获得者的一份参赛教案课题:简谐运动教学目的1．物理知识（1）了解什么是机械振动（2）掌握简谐运动回复力的特征（3）掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律（定性）2．能力培养通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力3．渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动教学重点使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量

2、的变化规律教学难点偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化课型启发式的讲授课教具1．演示机械振动钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球气垫弹簧振子、微型气源2．分析相关物理量的变化计算机、软盘、彩电（28吋，代彩显）投影幻灯、投影片、彩笔教学过程（教学方法）教学内容引入我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。板书提问1．机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？答略。讲授微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动

3、、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？演示实验（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]（3）弹簧振子[见图1（c）（d）]（4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]提问这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？答略。归纳物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。板书讲授2．简谐运动简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振

4、子为例学习简谐运动。（1）弹簧振子演示实验气垫弹簧振子的振动讨论a．滑块的运动是平动，可以看作质点b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子c．没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。板书板画提问（2）弹簧振子为什么会振动？当把振子从它静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后，它为什么会在B—O—C之间振动呢？请同学们运用已学过的力学知识认真分析、思考。答略。归纳分析振子受力及从B→O→C→O→B的运动情况，突出弹力方向及在

5、O点振子由于惯性继续运动。由上述分析可知，物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力，回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。（3）简谐运动的特征讲授弹簧振子在振动过程中，回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。在研究机械振动时，我们把偏离平衡位置的位移简称为位移（见图3）。演示计算机模拟弹簧振子讨论振子从B运动到E时，位移大小为

6、OE

7、，方向向右振子从C运动到D时，位移大小为

8、OD

9、

10、，方向向左振子运动到O时，位移为零位移可以用振子坐标x来表示提问弹簧振子振动时，回复力与位移是什么关系？答略归纳根据胡克定律，弹簧振子的回复力与位移成正比，与位移方向相反。回复力具有这种特征的振动叫简谐运动。板书讲授式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k是劲度系数，对于其它物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。3．在一次全振动中，相关物理量的变化规律。计算机模拟演示x变化当振子从B→O→C→O→B时，就完成了一次全振动，以后振子会重复上述过程。（1）位移的变化（2）回复力的

11、变化提问当位移x变化时，回复力F如何变化？答略讲授，演示F变化根据简谐运动的特征，F与x成正比变化，且方向相反（3）加速度a的变化提问当回复力F变化时，加速度a如何变化，答略讲授，演示（教学方法）a变化根据牛顿第二定律，a与F成正比，且方向相同。（4）速度v的变化讨论B→O，振子怎么运动？加速度变小的加速运动，速度v变大，O处速度最大O→C，振子做什运动？演示v变化加速度变大的减速运动，速度v变小，C处速度为零发给同学们表格，并将表格用投影幻灯投影在幕上符号约定：增大↑减小↓最大M零0向左←向右→请同学们填写指定表格讨论1～2名同学所填内容是否正确小结1．机械

12、振动是一种很普遍的运动形式，大至地壳的