（高一物理）第10章第01节简谐振动教案09 人教版

1、简谐运动 教学目的：1知道什么是机械运动。2知道简谐运动的受力特点以及F=-kx公式的物理意义。3理解简谐运动的定义。4知道简谐运动中位移、速度、加速度、回复力、动能、势能在一次振动中的变化规律，培养学生用运动学和动力学的观点来分析弹簧振子的运动的能力。教具：微型机算机；中间穿有橡皮绳的乒乓球；一端挂有重锤的轻质弹簧；弹簧振子；气垫导轨；音叉；系有细线的木质小球；一端用夹具固定的钢锯条；铁架台；橡皮条；比重计。教学过程：一、从演示实验引出课题演示1：使中间穿有橡皮条的乒乓球作上下振动。学生观察：乒乓球作什么样的运动？（上下往复运动）（学生共同回答）演示2：使挂在铁架台上的重锤作上下振动。学生观

2、察：乒乓球作什么样的运动？（上下往复运动）（学生共同回答）引导学生思考：乒乓球和重锤的运动跟过去已经学过的直线运动、曲线运动相比有什么不同的特点？（往复性）（个别提问）结论：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动。乒乓球和重锤的运动就是振动。运用：a、振动现象在自然界和日常生活中是广泛存在的，例如蹭在跳板跳水运动中，当运动员跳离后，跳板的运动就是振动。又如汽车驶过高低不平的路面时，车厢就发生振动。B、一切发声的物体都在振动。如音叉、锣、鼓等。（下面看一个简单的弦乐器）演示3：橡皮筋套在书上，拉紧橡皮筋，用手指拨动被紧的橡皮筋，发生的声音相当于弹拔弦乐器的声音。演示4：锯条振动。二新

3、课教学：1研究弹簧振子的运动。演示5：有孔的小球跟弹簧连接在一起穿在一根水平杆上，并把弹簧的左端固定，向右拉动小球然后松手，小球就在杆上振动几次后停下，杆越光滑，小球振动的次数越多，如果f忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小可以忽略不计，就成了一个弹簧振子。咱们就把摩擦减小一下，利用水平的气垫导轨放置的弹簧振子的振动进行研究。（演示多媒体课件）观察的基础上思考：（1）振子的运动为什么具有往复性？（2）什么力使振子振动？明确几点：A、振子做什么样的运动？受不受力？如果不受力将做什么样的运动？B、受几个力的作用？合力是恒力吗？如果是恒力振子将做什么运动？C、振子在运动过程中所受的合力就是弹簧的弹力。

4、弹力的大小跟哪些量有关？弹簧被拉长时，振子受到的弹力方向是什么方向？弹簧被压缩时，振子受到的弹力方向是什么方向？D、平衡位置：振子静止时，弹簧没有形变，因而对振子没有弹力作用，O点就是振子的平衡位置。E、先把振子拉到B，再放开，振子在B、C之间不停地振动。(控制多媒体课件的播放)a、先研究BO的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐；弹力的方向始终指向位置；弹力产生的加速度逐渐；振子运动的速率逐渐；振子做运动。能量转化。b、当振子经平衡位置的瞬间：（共同总结）弹力等于；弹力产生的加速度等于；振子运动的速率达到；c、由于惯性，振子不会停止运动，继续向左运动，振子压缩弹簧，弹簧产生一个阻碍振子运动的力，

5、在由OC的运动的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐；弹力的方向始终指向位置；弹力产生的加速度逐渐；振子运动的速率逐渐；振子做运动。能量转化。d、当振子从CO以及OB运动过程中，各个物理量又如何？（学生个别回答）F这样由B出发，最后又回到B点的运动，就是一次全振动，以后振子就重复上述过程，在B、C之间往复运动。2回复力讨论：振子振动过程中，也受到几个力作用？（重力、气膜的浮力、弹力）（学生共同回答）但与振动有关的力是哪一个？为什么？（重力和气膜的浮力都垂直于水平方向，合力为零，因此，使弹簧振子发生振动的力只有弹簧的弹力）这个力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向如何？（方向相反，它的作用能使振子返回

6、平衡位置，所以叫做回复力）说明：回复力的大小就是弹簧的弹力大小，根据虎克定律可知，Fkx，又由于这里x表示位移，回复力和位移都为矢量，那么它们的关系应为F=kx,负号表示回复力跟振子的位移方向相反，k为弹簧的劲度系数。（一般情况下k为比例常数，但这里就是弹簧的劲度系数）（演示课件中的矢量的变化）3、简谐运动的定义定义：像弹簧振子那样，物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动叫做简谐振动。说明：简谐运动是最简单、最基本的运动。一般物体做机械振动时比较复杂的，并不一定是做简谐振动，只有在振动中所受到的回复力符合F=kx的规律的振动才是简谐振动。三例题：1 简谐振动是下列哪一种运

7、动：A匀变速运动；B匀速直线运动；C变加速运动；D匀加速直线运动。2作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量：A速度；B位移；C回复力；D加速度。3简谐运动的物体每次通过平衡位置时；A位移为零，动能为零；B动能最大，势能最小；C速度最大，振动加速度为零；D速度最大，振动加速度不一定为零。练习：1。弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是：A振子通过平衡位置时，回复力一定为零；B振子作减速运动，加速度却在增大；C振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反；D振子远离平衡运动时，加速度方向与速度方向相反。2物体作简谐运动时：A平衡位置是指合力最大的位置；B物体通过平衡位置时，回

8、复力为零；C物体通过平衡位置时回复力不一定为零；D物体所受合力是变力。3如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则：AAO位移为负值，速度为正值；BOB时，位移为正值，加速度为负值；CBO时，位移为负值，速度为负值；DOA时，位移为负值，加速度为正值。五、小结：1、振动现象是广泛存在的。如风吹树枝引出树枝的摆动，缝纫机的上下运动等。2、物体会做振动是由于当它离开平衡位置后，就会受到一个使它回复到平衡位置的力的作用，所以必须受到回复力的作用是使物体产生振动的条件。3、简谐振动是最简单最基本的机械振动，只有符合回复力F合kx的振动才是简谐振动。附：板书设计第五章机械振动和机械波51简谐运动一 机