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文档简介

机械振动多媒体教学设计方案(人教版高中物理第二册)教学目标1在物理知识方面要求:(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)。2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。重点、难点分析1重点是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。回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。2偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆,这是难点。在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂,比较困难。教具计算机 投影仪 水平弹簧振子 或气垫导轨道 乒乓球 主要教学过程 一、引入新课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。二、教学过程设计1机械振动多媒体课件屏幕显示:优美的琵琶声(白居易琵琶行中的绝妙诗句:“大弦嘈嘈如急雨,小弦切切如私语,嘈嘈切切错杂弹,大珠小珠落玉盘”);还有蜜蜂嗡嗡嗡声;田间蛙鸣。凡是发声的物体都在振动。要求同学边看边想:物体振动时有什么特征?多媒体演示:(1)浮标在上下振动(1)一端固定的钢板尺子振动(2)挂钟(3)弹簧振子学生归纳共同特征:运动具有往复性。提问:凡往复运动都是振动吗?像人在教室走动,鱼在鱼缸里游?物体振动时,它必须在某一位置两侧往复运动,这个位置叫平衡位置,即物理静止时平衡的位置。明确:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫机械振动,简称:振动。2简谐运动指出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)弹簧振子演示弹簧振子的振动。通过同学的观察、分析、讨论得到:滑块的运动是平动,可以看作质点。弹簧的质量远远小于滑块的质量,可以忽略不计。明确: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。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。说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。(2)弹簧振子为什么会振动?提出问题: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BOC之间振动呢?要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。引导同学分析振子受力及从BOCOB的运动情况,突出弹力的方向及在O点振子由于惯性继续运动。归纳得到: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。说明回复力可以是弹力,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)简谐运动的特征位移特征在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。讨论:振子从B运动到E时,位移大小为|OE|,方向向右;振子从C运动到D时,位移大小为|OD|,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。回复力特征:F-kx说明式中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,对于其他物体的简谐运动,k是别的常数;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演示:计算机模拟弹簧振子的振动。(与前面相似,加x、v、a、F的显示)让同学观察当振子从BOCOB时,就完成了一次全振动,以后振子会重复上述过程。(1)位移的变化演示:x的变化。(2)回复力的变化提出问题:当位移x变化时,回复力F如何变化?在同学回答的基础上明确:根据简谐运动的特征,F与x成正比变化,且方向相反演示:F的变化。(3)加速度的变化提出问题:当回复力F变化时,加速度如何变化?在同学回答的基础上明确:根据牛顿第二定律,a与F成正比,且方向相同。演示:a的变化。(4)速度的变化引导同学分析讨论:BO振子怎样运动?明确:是加速度变小的加速运动,速度v变大,O速度最大。再分析讨论:OC振子做什么运动?明确:是加速度变大的减速运动,速度v变小,C速度为零。演示:v的变化。发给同学表格,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 向右要求同学填写指定表格,讨论12名同学的所填内

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