高中物理 第二册 振幅、周期和频率教案 人教版

用心 爱心 专心 1 9 9 2 2 振幅 周期和频率振幅 周期和频率 教学目标 教学目标 1 知道简谐运动的振幅 周期和频率的含义 2 理解周期和频率的关系 3 知道振动物体的固有周期和固有频率 并正确理解与振幅无关 重点难点 重点难点 振幅 周期和频率的物理意义 理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关 教学方法 教学方法 实验观察 讲授 讨论 计算机辅助教学 教教 具具 弹簧振子 音叉 投影仪 计算机 大屏幕 自制 CAI 课件 教学过程教学过程 1 新课引入 上节课讲了简谐运动的现象和受力情况 我们知道振子在回复力作用下 总以某一位置 为中心做往复运动 现在我们观察弹簧振子的运动 将振子拉到平衡位置 O 的右侧 放手后 振子在 O 点的两侧做往复运动 振子的运动是否具有周期性 在圆周运动中 物体的运动由于具有周期性 为了研究其运动规律 我们引入了角速度 周期 转速等物理量 为了描述简谐运动 也需要引入新的物理量 即振幅 周期和频率 板书 二 振幅 周期和频率 或投影 2 新课讲授 实验演示实验演示 观察弹簧振子的运动 可知振子总在一定范围内运动 说明振子离开平衡位 置的距离在一定的数值范围内 这就是我们要学的第一个概念 振幅 板书 1 振动的振幅 或投影 在弹簧振子的振动中 以平衡位置为原点 物体离开平衡位置的距离有一个最大值 如 图所示 用投影仪投影 振子总在 AA 间往复运动 振子离开平衡位置的最大距离为 OA 或 OA 我们把 OA 或 OA 的大小称为振子的振幅 板书 1 振幅 A 振动物体离开平衡位置的最大距离 或投影 我们要注意 振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离 而不是最大 位移 这就意味着 振幅是一个数值 指的是最大位移的绝对值 板书 振幅是标量 表示振动的强弱 或投影 用心 爱心 专心 2 实验演示实验演示 轻敲一下音叉 声音不太响 音叉振动的振幅较小 振动较弱 重敲一下音 叉 声音较响 音叉振动的振幅较大 振动较强 振幅的单位和长度单位一样 在国际单位 制中 用米表示 板书 2 单位 m 或投影 由于简谐运动具有周期性 振子由某一点开始运动 经过一定时间 将回到该点 我们 称振子完成了一次全振动 振子完成一次全振动 其位移和速度的大小 方向如何变化 学生讨论后得出结论 振子完成一次全振动 其位移和速度的大小 方向与从该点开始 运动时的位移和速度的大小 方向完全相同 在匀速圆周运动中 物体运动一个圆周 所需时间是一定的 观察振子的运动 并用秒 表或脉搏测定振子完成一次全振动的时间 我们通常测出振子完成 20 30 次全振动的时间 从而求出平均一次全振动的时间 可以发现 振子完成一次全振动的时间是相同的 板书 2 振动的周期和频率 或投影 1 振动的周期 T 做简谐运动的物体完成一次全振动的时间 振动的频率 f 单位时间内完成全振动的次数 或投影 2 周期的单位为秒 s 频率的单位为赫兹 Hz 或投影 实验演示实验演示 下面我们观察两个劲度系数相差较大的弹簧振子 让这两个弹簧振子开始振 动 用秒表或者脉搏计时 比较一下这两个振子的周期和频率 演示实验表明 周期越小的 弹簧振子 频率就越大 板书 3 周期和频率都是表示振动快慢的物理量 两者的关系为 T 1 f 或 f 1 T 或投影 举例来说 若周期 T 0 2s 即完成一次全振动需要 0 2s 那么 1s 内完成全振动的次数 就是 1 0 2 5s 1 也就是说 1s 钟振动 5 次 即频率为 5Hz 实验演示实验演示 我们继续观察两个振子的运动 测出振子在不同情况下的周期 填下表 可以让学生独立完成 培养学生实验能力 振子 1振子 2 振幅 cm 125125 周期 s 1 21 21 30 80 80 7 该表可用投影仪投影 表中数据仅供参考 我们可以认识到 同一个振子 其完成一次全振动所用时间是不变的 但振动的幅度可以 用心 爱心 专心 3 调节 不同的振子 虽振幅可相同 但周期是不同的 板书 3 简谐运动的周期或频率与振幅无关 或投影 实验演示实验演示 引导学生注意听 敲一下音叉 声音逐渐减弱 即振幅逐渐减小 但音调不 发生变化 即频率不变 板书 振子的周期 或频率 由振动系统本身的性质决定 称为振子的固有周期或固有 频率 或投影 例如 一面锣 它只有一种声音 用锤敲锣 发出响亮的锣声 锣声很快弱下去 但不会变 调 摆动着的秋千 虽摆动幅度发生变化 但频率不发生变化 弹簧振子在实际的振动中 会逐 渐停下来 但频率是不变的 这些都说明所有能振动的物体 都有自己的固有周期或固有频率 课件演示课件演示 通过课件演示 再现本课内容 形象直观 激发学生学习兴趣 达到知识巩固 理论升 华的教学目的 巩固练习巩固练习 投影 1 一物体从平衡位置出发 做简谐运动 经历了 10s 的时间 测的物体通过了 200cm 的 路程 已知物体的振动频率为 2Hz 该振动的振幅为多大 2 A B 两个完全一样的弹簧振子 把 A 振子移到 A 的平衡位置右边 10cm 把 B 振子移 到 B 的平衡位置右边 5cm 然后同时放手 那么 A A B 运动的方向总是相同的 B A B 运动的方向总是 相反的 B A B 运动的方向有时相同 有时相反 C 无法判断 A B 运动的 方向的关系 作业作业 1 思考课本 24 页练习二 3 4 题 3 把课本 24 页练习二 1 2 题做在练习本上 参考题参考题 1 一个做简谐运动的质点 其振幅为 4cm 频率是 2 5Hz 该质点从平衡位置起经过 2 5s 时的位移和通过的路程个是多少 2 一质点做简谐运动 从质点经过某一位置时开始计时 下列说法中正确的是 A 当质点再次经过此位置时 经过的时间为一个周期 B 当质点的速度再次与 0 时刻相同时 经过的时间是一个周期 用心 爱心 专心 4 C 当质点的加速度再次与 0 时刻的加速度相同时 经过的时间为一个周期 D 当质点经过的路程为振幅的 4 倍时 经过的时间是一个周期 3 一质点在 OM 直线上作简谐运动 O 点为平衡位置 在振动过程中 从它开始向 M 点运动时算起 经过 0 15s 到达 M 点 再经过 0 1s 第二次到达 M 点 则其振动频率为多大 说明说明 1 周期和频率是做周期性运动所具有的物理量 振幅是振动特有的物理量 本节的重 点是对这三个概念的理解 2 对全振动概念的理解 要让学生明确振动物体的位移和速度这两个矢量经过一次往 复运动均返回到初始值 就完成了一次全振动 可用课件演示让学生反复观察 明确一次全