1. 简谐运动优秀公开课教案

第1节 简谐运动教学设计

学情分析

学生已经学习了直线运动和曲线运动，机械振动与以前所学的运动有明显的区别，如何让学生能理解这种新型的运动是这节课的主要目的。

教学目标

1．理解简谐运动及回复力、位移和平衡位置的概念

2．知道弹簧振子的模型

3．明确简谐运动中速度、加速度、回复力、位移及能量的变化情况

4．知道什么是振幅、周期、频率、全振动。

5．理解周期和频率的关系和怎样才是一个全振动。一、新课引入

问题引入

高中已学了几种运动？

哪些是直线运动？哪些是曲线运动？

二、新课教学

1、

机械振动

实验：我们来观察这样一个运动：演示水平方向上的弹簧振子的运动。

问题：振子做什么运动？这个运动有什么样特点？

思考：振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明日常生活中还有什么样的运动与此振子的运动相似？

总结：1．机械振动的定义:_____________________________________________。

2．机械振动的特点：____________________________________________。

3．机械振动的平衡位置是指______________________________________。

〖典例1〗

弹簧连接小球在平衡位置附近的往复运动，是一种_________，简称__________，这样的系统称为_______________。

2、简谐运动

实验：演示水平方向的弹簧振子的运动

观察：振子的位移、速度、加速度、受力等物理量的变化情况？

思考1：弹簧振子为什么会振动？

思考2：弹簧振子振动时，回复力与位移是什么关系？

问题1：运动的弹簧振子所受的是恒力还是变力？力的大小、方向如何变？这个力有哪些特点？

课堂练习：确定图中小球在各个位置所受的合外力和位移（已知：OB=BC=5cm；OA=OD=10cm，小球与一弹簧连在一起，k=100N／- 1 -

m，

O点为弹簧原长）

小结：简谐运动的受力特点：回复力的大小与_____成正比，回复力的方向指向_____。

问题2：简谐运动是不是匀变速运动？

填表时要注意观察演示，提醒同学们注意：观察v的大小和方向，振子在什么位置v最大？在什么位置v等于零？v既然是变化的，必须有a。a的变化很难观察，可以从力与运动的关系考虑。完成上述表格。

请同学们在图中标出振子由A到O过程中v和a的方向；

请同学们在图中标出振子由O到D过程中v和a的方向。

小结：简谐运动是变速运动，但不是匀变速运动。加速度最大时，速度等于零；速度最大时，加速度等于零。

〖典例2〗（多选）

有一弹簧振子做简谐运动，则

（

）

A．加速度最大时，速度最大

B．速度最大时，位移最大

C．位移最大时，回复力最大

D．回复力最大时，加速度最大

3、简谐运动的能量

提问：从简谐运动的运动特点，我们来看它在运动过程中能量如何变化？让我们再来观察。

这次观察的目的是研究能量变化情况，观察时应注意观察振子与弹簧组成的系统）

问题3：振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？

问题4：在A点，振子的动能多大？系统有势能吗？

问题5：在O点，振子的动能多大？系统有势能吗？

问题6：在D点，振子的动能多大？系统有势能吗？

问题7：在B，C点，振子有动能吗？系统有势能吗？

小结：简谐运动过程是一个动能和势能的相互转化过程。若不考虑摩擦和空气阻- 2 -

力，振动系统的总机械能守恒。

〖典例3〗（多选）关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（

）

A．等于在平衡位置时振子的动能

B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能

C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和

D．位移越大振动能量也越大

三、课堂小结

1、机械振动

弹簧振子

2、简谐振动

对称性：位移大小、力大小、加速度、速度大小（动能）、弹性势能、时间

3、简谐振动的能量

动能和势能

四、作业

巩固单

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