1. 简谐运动教学设计(第二课时)

第一章机械振动——简谐运动

绵阳市安州中学 肖鹏

一．教学目标设计

1.了解机械运动。

2.理解简谐运动的特征及方程。

3.了解简谐振动的振幅，周期及频率。

二．教学重点

（1）理解简谐运动过程中的F（受力），a（加速度），v（速度），E（机械能）各个量的特点及变化。

（2）总结出F，a，v，E各个量的变化特点

三．教学难点

简谐运动过程中F、a、v、x各个量的变化特征，以及对简谐振动方程的理解。

四．学情分析

在前面章节中，学生对速度，加速度，位移以及牛顿第二定律，机械能守恒的相关知识有所学习，但对于简谐运动缺乏知识性认识，本章节充分利用了之前所学的相关知识，有助于同学对简谐运动的理解。

五．过程与方法

1.从简谐运动的概念和对特征的理解出发，使学生学习，理解，掌握简谐运动。

2.通过对实验演示与理论分析相结合，提高学生对简谐运动的特征认识与理解。

3.通过课堂练习，加深学生对本章节知识点的理解及解题技巧的提升。

4.使学生认识不同的运动形式有不同的处理方法，提高学生对力与运动的分析,理解。

六．教学仪器：弹簧振子，气垫导轨，真空泵，单摆

【教学过程】

一．引入

1.

观看图片：

（1）平行的水面泛起的水泡表明了水发生了振动

（2）风中摇摆的柳枝发生了振动

2.演示

（1）演示：弹簧振子与单摆的简谐运动

（2）提出要求，总结特点：①往复，②围绕“中心位置”

二．新课

板书课题：简谐运动

观看动画：单摆与弹簧振子。

（一）机械振动

1.平衡位置：往复运动的中心位置。

2.概念：物体在平衡位置两侧所做的往复运动就叫机械振动，简称振动。

（二）简谐运动：（最简单的机械振动）

1.弹簧振子（视频播放）

（1）概念：小球和弹簧所组成的系统称为弹簧振子

（2）简谐运动的条件（理想化模型）

①忽略一切阻力

②弹簧的质量远小于小球的质量

（3）物理量：

①X位移：离开平衡位置的位移

方向：由平衡位置往两边指

②F回：指向平衡位置的合力

大小：和偏离平衡的大小成正比

方向：总是指向平衡位置，与位移方向相反

推导：∵

△X形

＝ X ∴ F弹

＝ k △X ∵ F回

＝ F弹

F回与X时刻反向 ∴ F回

＝ -KX 观看动画F回. a与X的变化关系

（4）设问：简谐运动中X.F.a.v各物理量的变化

①当振子离开平衡位置运动，X.F.a.v怎样变化？

②当振子向平衡位置运动，X.F.a.v怎样变化？

③能量怎样变化？

抽学生依次分析：附图表

（5）课堂练习

1．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是（ ）

A振子在A、B两点时的速度和位移均为零

B振子在通过O点时速度的方向将发生改变

C振子所受的弹力方向总跟速度方向相反

D振子离开O点的运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动

2. 某一弹簧振子做简谐运动，在图的四幅图象中，正确反映加速度a与位移x的关系的是（ ）

（三）振幅. 周期. 频率

1.振幅：A（标量）

①定义：离开平衡位置最大距离

②意义：反应振动的强弱

2.周期：T ①定义：振子完成一次全振动的时间。

②一次全振动：振子物体从某一状态开始，再次回到初始状态（X . V一样）所经历的时间。

例：

③学生实验：改变振幅测周期

A1＝4cm，t＝10T＝8s，T1＝0.8s A2＝6cm，t＝10T＝8s，T2＝0.8s 结论： T与振幅无关

3.f频：

①单位时间内完成全振动的次数

②单位：Hz ③f＝1/T ④例：T周＝0.8s，f＝1.25Hz

（四）能量：

1.机械能守恒

2.机械能与振幅有关，振幅越大，能量越大。

（五）小结：

1.变加速运动（a变化）

2.E机守恒

3.具有周期性

4.各个物理量具有对称性

（六）板书设计

一、机械振动

1.

平衡位置

2.

概念

二、简谐运动

1.

弹簧振子

（1）概念

（2）条件

（3）各物理量

①X位：

②F回：

∵

△X形

＝ X ∴ F弹

＝ k △X ∵ F回

＝ F弹

F回与X时刻反向 ∴ F回

＝ -KX （4）F=-KX 三、振幅，周期

频率

1.振幅

2.周期

3.频率

四、能量

1.机械能守恒

2.机械能大小与振幅有关

五、小结