1. 简谐运动ppt配套的教学设计方案

第一节

简谐运动

一、教材分析：

《简谐运动》是高中物理选修3-4第一章第一节的内容，简谐运动是最简单、最基本的机械振动，通过学习，使学生及了解到机械振动的基本特点，又体会到振动这种运动形式较以前所学习的直线运动和曲线运动都要复杂。在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量，其每一个物理量，如位移、回复力、加速度、速度的大小、方向时刻都发生变化，很难理解、不容易接受。目前，实验室提供的演示的器材与教材中设计的演示实验不符，同时又不能反映不同的物理量之间关系，形象但不直观，对于抽象思维能力不强的学生来讲简谐运动的规律是不好理解的。

二、学生分析

学生的思维具有单一性、定势性，他们习惯于分析恒力作用下物体的单程运动，对振动过程的分析，学生普遍会感到有些困难，因此对变力作用下来回运动的振动过程的多量分析成为本节的教学难点。教学时要密切联系旧有的知识，引导学生利用演示和讲解，把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程、当成培养学生分析能力的过程，从而全面达到预期的教学目的和要求。

三、教学目标

1、为机械振动下定义，列举机械振动的实例，解释简谐运动定义及辨认物体做简谐运动的条件。

2、初步归纳简谐运动中位移、回复力、加速度和速度等物理量特点及分析变化规律。

3、解释回复力的特点及其在简谐运动的作用。

4、通过对弹簧振子振动的分析得出简谐运动的一般规律性结论，培养“从个体到一般”的科学思维和概括能力。

5、分析简谐运动过程中有关物理量的变化规律，认识各物理量之间存在密切的相互依存关系，培养学生逻辑思维、辨证思维能力。

四、教学要点

（一）教学重点

1.简谐运动过程中有关物理量的变化规律。

2.简谐运动回复力的特点。

（二）教学难点

位移的含义以及从运动学的角度分析简谐运动中位移、回复力、速度和加速度的变化规律。

五、教法的方法

在教学过程中，采用直观展示、启发引导、实验演示、学生自学、引导分析、讲练结合的教学方法，在评价中使用积极的评价语言，采用师生评价和生生评价，能部分调动学生参与教学的积极性，激发学生的学习兴趣，同时培养学生的观察能力，逻辑分析能力和实践能力。

六、教学用具：

竖直弹簧振子、多媒体课件

七、课时安排

1课时

八、教学过程

引入：

如果一个物体在恒力作用下，它会做什么运动？如果一个物体在大小不变而方向改变的向心力作用下，它又会做什么运动？从中我们可以看到物体运动与其受到的力密切相关。今天我

们一起研究，物体受到大小、方向都要改变的力，他将做什么运动呢？让我们观察以下物体的运动：请同学们边看边思考这些物体的运动有什么共同之处？

（弹簧振子、直尺、悬挂的小球）

共同之处：往复运动，有一个中心点。

我们就把物体在平衡位置附近做的往复运动称为机械振动，简称振动。

（简述机械振动两个特点）

新课教学：

机械振动非常复杂，我们以前学习物体运动的时候都是从最简单的运动开始，因此今天我们学习机械运动中最简单、最基本的振动：简谐运动。

首先学习简谐运动中的一个模型：弹簧振子。请快速阅读书上的第二个观察与思考及下面一段话，边看边思考1、什么是弹簧振子2、这个模型忽略了哪些因素？弹簧振子的平衡位置如何确定？

当我们把振子拉到平衡位置右方B点，然后放开，振子运动情况会是怎样？为什么振子会做这样的运动呢？我们要从多个角度来了解，即：位移x、物体受到的力F、a、v。

首先是位移，这里我们定义以平衡位置处O点为所有位移的起点，振子的位移是从平衡位置指向振子当前位置的有向线段。请同学们判断从A→O的过程中，位移是增大了，还是减小，方向怎样？

物体往复运动是因为力的作用。接下来我们研究一下振子运动中受到的力。在A点振子受到几个力？方向如何？

由此我们发现，这个力的方向总指向平衡位置，小球一旦离开平衡位置，F弹使小球返回平衡位置，因此这个力我们叫回复力。现在我们来研究一下它的大小：由受力分析知是弹簧弹力提供回复力，所以大小与形变量成正比。

我们知道了振子的位移、回复力的大小及方向，下面请同学们一起来坐一坐讨论交流里表1-1-1 结论：回复力与位移关系F= —kx，其中“—”表示回复力方向与位移方向相反

我们把物体在跟平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。反过来如果要证明一个物体的振动是简谐运动，就是要证明其受到的力满足这个条件。同时，我们要特别说明：对于一般的简谐运动：k是一个比例系数，x是物体振动的位移，F可以是一个力，也可以是一个力的分力，这正是简谐运动最根本的特征。

简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。

到此，我们通过位移x、F回、a等物理量的变化了解了弹簧振子在A→O的过程中的运动规律，描述简谐运动的物理量有振幅、周期和频率。其中振幅是物体离开平衡位置的最大距离，周期是物体完成一次全振动的时间，大小与振幅无关。

小结：

1、什么是机械振动．2、什么是简谐运动。3、弹簧振子中的位移、回复力和加速度等物理量的变化。

九、板书设计

机械振动

一、什么是机械振动？平衡位置、往复运动

二、简谐运动1、弹簧振子2、条件：F回=-kx 3、振幅周期及频率