山西省忻州市第一中学高中物理11.1简谐运动教学简案新人教版选修3_4.docVIP

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简谐运动

【学习目标】

1．通过对一些现象的视察和分析，了解什么叫振动。

2．相识弹簧振子的结构特点，理解它是一种志向化模型。

3．理解什么叫简谐运动，知道它是一种最简洁、最基本的振动，能够初步分析其运动特征。

4．了解简谐运动振动图象的得出过程，知道它是一条正弦或余弦曲线。

5．理解简谐运动图象的物理意义，会由图象定性探讨振子的运动规律。

【教学过程】

(一)机械振动

1.老师讲解：同学们在描述琴弦的运动时提出了“琴弦在原来的静止位置旁边振动”，或“琴弦在未起先振动时的位置旁边振动”，那么同学们想一想：琴弦静止时或琴弦未振动时所受合力有什么特点?

学生答：此时琴弦所受合力为零.

2.老师总结：我们把振动物体所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置.

3.老师问：同学们视察得到：琴弦做的是小幅度的振动，并且拨动琴弦一下，它就要在平衡位置旁边振动多次，你认为这个特点该如何概括?

学生答：琴弦的运动具有往复性.

老师问：琴弦所做的运动就叫机械振动，那么现在请同学们结合琴弦运动的特点描述一下什么是机械振动.

学生答：物体的振动发生在平衡位置的旁边，且做往复运动，这就是机械振动.

4.老师总结并板书：

物体在平衡位置旁边所做的往复运动，叫机械振动.并在平衡位置和往复二处加以强调.

5.同学们还能够举出哪些运动是简谐运动?

学生举例：

①音叉发声时所做的振动；

②钟摆的摇摆；

③在弹簧下端挂一个小球，拉一下小球，小球所做的运动；

④水中浮标的上下浮动；

⑤树梢在微风中的摇摆；

⑥担物行走时扁担的振动.

6.老师对学生进行激励评价，并用多媒体展示学生所举的几个例子，留意在多媒体展示过程中强化“平衡位置”和“往复运动”.

过渡引入：同学们，我们在前边学过了直线运动和曲线运动，在直线运动中，我们探讨了匀速直线运动和匀变速直线运动，对其他困难的直线运动不做探讨；在曲线运动中我们学习了平抛运动和匀速圆周运动，对于困难的曲线运动也没有过多涉及；那么同学们想一下：在物理中我们探讨的都是一些什么样的运动?

学生答：探讨的是最简洁、最基本的运动.

老师：同样的，探讨振动也要从最简洁、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐运动.

板书：一、简谐运动

(二)简谐运动

1.老师讲：同前面学过的匀速直线运动、平抛运动一样，今日学习的简谐运动也是一种志向化的振动，下面我们就来视察一个实例：

2.老师介绍弹簧振子

①在实物投影仪上展示水平弹簧振子.

②用多媒体分步展示，并给学生介绍它的组成：

ａ.有孔的小球；

ｂ.有孔小球拴在弹簧的一端；

ｃ.有孔小球和弹簧一起穿在水平杆上.

③学生阅读课文有关部分：回答弹簧振子的哪些因素忽视不计?

学生答：小球在杆上滑动时，小球和水平杆之间的摩擦忽视不计；弹簧的质量比小球的质量小得多，也可忽视不计.

④老师总结：把一个有孔的小球安在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的水平杆上，可以在杆上滑动，这样的系统称为弹簧振子，其中的小球常称为振子.

板书：弹簧振子(志向化模型)

3.探讨弹簧振子的运动

把弹簧振子放到实物投影仪上：

ａ.让弹簧振子自由伸长，此时振子静止在O点，问，此时振子受到哪些力的作用?

学生答：振子静止在O点时，弹簧没有发生形变，对振子没有弹力的作用，此时振子受到重力和杆的支持力作用.

师总结：当振子处于O点时，振子所受合力为零，我们把O点叫做振子的平衡位置.

ｂ.把振子向右拉到A点，松手，问：松手后的瞬间振子受到哪些力的作用?

学生：振子受到重力、支持力、弹簧的拉力作用.

老师总结：此时振子受到的合力也就等于弹簧的拉力，方向向左.

ｃ.视察松手后，振子将做什么运动?

学生：以O点为平衡位置，在A点Ａ′之间做往复运动.

ｄ.在实物投影仪上找到O、A、A′的位置，并测量，OA与OA′之间距离，得到：A和

Ａ′关于O点是对称的.

4.分析弹簧振子由A到O的运动

①用多媒体课件模拟振子由A到O的运动.

②老师介绍弹簧振子的位移总是相对于平衡位置而言的，即弹簧振子的位移，初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置.

③分步探讨弹簧振子在从Ａ→O运动过程中的位移、合力、速度、加速度的大小和方向的改变规律：

ａ.从A到O运动中，位移的大小和方向如何?大小如何改变?

学生答：由A到O运动过程中，位移方向由Ｏ→Ａ，因为位移的方向是从初位置，指向末位置；随着振子不断地向O靠近，位移越来越小.

ｂ.从Ａ→Ｏ过程中，速度方向如何?大小如何改变?

学生答：从A到O运动过程中，速度方向是从Ａ→Ｏ，因为物体的速度方向与运动方向一样.随着振子不断地向O靠近，弹簧势能转化为动能，所以小球的速度越来越大.

ｃ.从A到O运动过程中，小球所受的合力有什么特点?

学生答：因为小球共受三个力：弹簧的拉力、杆的支持力和小球的