2019-2020年高三物理机械振动全章教案人教版

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1、2019-2020年高三物理机械振动全章教案人教版§9－1简谐运动【教学目的】（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）（4）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（5）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

2、混淆；在一次全振动中速度的变化【教学过程】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。1．机械振动提问：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？微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、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

3、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？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

4、没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。板书提问（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。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

5、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、，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？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

10、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。课件演示当振子从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）回复力的变化提问：当位移x变化时，回复力F如何变化？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，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

11、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．机械振动是一种很普遍的运动形式，大至地壳的振动，小至分子、原子的振动。振动的特征是在中心位置两侧往复运动。2．为了研究简谐运动，我们运用了物理学中的理想化方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的、非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——弹簧振子，并且研究了弹簧振子在无阻力的理想条件