111《简谐运动》教案

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1、简谐运动一、教学目的1、知识与能力:（1）认识弹簧振了（2）通过观察和分析，理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦Illi线，培养分析和概括能力；2、过程与方法：经历对简谐运动运动学特征的探究过程，加深领悟用图像描绘运动的方法；3、情感、态度、价值观：培养学习物理的兴趣，陶冶热爱生活的情操。二、教学重点：简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义三、教学难点：简谐运动位移——时间图像的建立四、教具：水平弹簧振了、竖直弹簧振了、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。五、教学过程［引

2、入］今天我们开始学习第十一章机械振动，笫一节简谐运动（板卩）。首先请人家欣赏一段古筝演奏。问题1：古筝为什么能够发出声音？（琴弦的振动）问题2：还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的？（小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等）振动在我们生活中十分常见问题3：能不能再举例一些生活屮类似这样的振动？（说话时声带振动等;剧烈而令人恐惧的振动——地震）我们实验室也普遍存在这样的振动，请大家仔细观察，演示如：天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振了、竖直弹簧振了。在我们演示的振动屮有水平方向的振动也有

3、竖直方向的振动。问题4：它们具有共同的特征是什么？（在某一中心位置来回运动，强化“往复”和“周期性”）我们把这个屮心位置叫做平衡位置（原来静止的位置，标出竖肓弹簧振子的平衡位置，把振动的物体叫做振子）一、机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动。简称为振动特点：往复性、周期性简图示意：实际的振动是非常复杂的，大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下,有些很快就停下來，有些振动的幅度正在减弱。为了研究的方便，我们突出主要矛盾、忽略次要因素，不计一切阻力，简化为理想模型。我们把像这样由弹簧和振子构成的

4、振动系统称为弹簧振子。弹簧振子将保持这个幅度永远运动下去。二、弹簧振了：是理想模型1、条件：振子看做质点；轻质弹簧；不计一切阻力本章从最简单的开始研究，学习怎样描述振动，振动有什么性质。我们以前学习过儿种运动形式，如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动。问题5：要描述一•种运动，应该从哪些物理量曹手？（位移、速度、加速度等）木节课我们主要研究弹簧振了的位移与时间的关系。2、振动位移：指由平衡位置指向某一振动位置的冇向线段。（注意欠量方向的选取和表示方法，以竖直弹簧振子为例）以简图为

5、例：研究直线运动的位移与时间关系时，我们采用过公式法，述有图像法。对于振动这样一个复杂的运动，我们可以用位移——时间图像来研究。如何得到振子振动的x-Z图像呢？问题6：首先要解决的问题就是怎样把振子振动的轨迹记录下来？借助沙漏实验：先让振子静止，记录振子的平衡位置；问题7：先不拉动木板，振了的轨迹是什么形状？漏下的沙子就记录了振子振动的轨迹。怵I惑的是，后面的运动把前面的运动覆盖了。问题8：怎样把振子在不同时间的运动分开呢？（匀速拖动底板）我们试一试，演示实验：“做一做”学生实验（教材第4页练习2

6、,明确实验要求，匀速拉动纸带）板书曲线问题&留下的痕迹是振子运动的轨迹吗？（不是，轨迹是直线）问题9：展示学生的记录纸带，图像间隔疏与密分别是什么原因？拉动纸带的快慢是否影响振子振动的快慢？（不影响，是独立的）问题10：留下来的曲线是否能表示振子的位移随吋间变化的规律呢？位移和时间在曲线是如何体现的？（能，建立坐标轴，纵轴表示位移、横轴表示时间）问题11：在这里，我们看不见时间，只能看见振子的空间位移，纸带的空间位移，那么时间到底是怎么体现的？（通过纸带的空间位移体现时间）问题12：为什么匀速拉动

7、纸带上的位移就nJ以表示吋间呢？（因为匀速直线运动中，发生相等的位移需要相等的时间，纸带上位移的均匀变化反映了时间均匀的流逝，所以可以川移动纸带的位移长短來表示时间的长短）因此，这样得到的曲线实际上就是某一个振了振动的位移——时间图像。板书图像教材采用了频闪照片的方法获得振子的位移——时间图像，请大家阅读教材笫2页。这种方法我们以前研究自rti落体运动和平抛运动时学习过。演示：动画模拟问题13：大家观察振了的位移——时间图像呈现什么形状？（正弦函数的图像）怎么证明？（证明的方法，数学已经学过，不详

8、细讲）三、如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（xP图像）是一条正弦Illi线，这样的振动叫做简谐运动。简谐运动是最简单、最基木的振动，弹簧振子的运动就是简谐运动。动画演示：观察1：某一段图像对应哪段振动？（下坡的图像对应振子向下运动，上坡的图像对应振子向上运动。）观察2：位移在f轴上方的时间段里，振子的运动方向都向上吗？问题13：那么，我们能从振动的/-Z图像获得哪些信息呢？（思考与讨论）四、图像信息：1、某一质点做简谐运动时，位移随时间变化的图像2、某一