（高一物理）第10章第01节简谐振动教案10 人教版

1、课题：简谐振动 目的：1。通过演示实验，培养学生的观察能力及思维能力并建立机械振动的概念。2 。通过对简谐振动的过程分析，培养学生对运动学和动力学知识的综合应用能力。教具：弹簧振子模型，CAI课件。重点：掌握简谐振动的运动性质。难点：对简谐振动的运动过程的分析总结。方法：实验总结、分析讨论、精讲精练。过程：一、复习提问、引入新课：问题：1。我们知道物理学是研究物体运动及其变化规律的一门科学。为了便于同学们的学习，我们是从研究机械运动这一简单的运动形式入手的。那么物体的运动性质决定于什么呢？（决定于物体受力）2如果物体的受力方向与运动方向相同，物体将作什么运动？如果物体的受力与运动方向相反，物体

2、将作什么运动？（方向相同作加速运动；相反作减速运动）师：自然界中物体的受力情况往往是比较复杂的，从而物体的运动情况也比较复杂。今天我们就在同学们前面所学的知识基础上，共同研究第五章第一节简谐振动。请同学们观察一组实验： 演示1 演示2演示3 演示4演示1钩码悬挂在弹簧下端作上下振动。演示2活塞的运动。演示3单摆的自由摆动。演示4拉开一端固定的弹片，放手后的弹片的运动。提问：1。上述四个现象中，物体的运动有什么相同之处？2现象4与其它三个现象比较物体的运动有什么区别？3现象 1与现象3比较物体运动又有什么区别？由学生观察，教师引导（可通过课件进一步展示演示实验过程），学生对上述三个问题得出结果结

3、论：1。物体都在做往复运动。2。现象4中是物体的一部分在做往复运动，而其它三个现象是到整个物体做往复运动。3。现象1中，物体在直线上往复运动。现象3中物体在圆弧上往复运动。师：由上述现象的共同特征我们把这各运动称为机械振动。并由上述分析，我们能否得出机械振动的定义呢？（由师生共同总结并板书）一、 简谐振动（一）.机械振动-物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动。师：机械振动这一形式的运动在自然界中广泛存在的。同学匀能否举一些实例呢？1：在微风中树梢的摆动；2：锣、鼓、琴、弦等发声体的振动；3航行在江海中轮船的摇摆；4：大地振动以及地震。提问：对机械振动定义的理解要抓住两个关键的

4、词。同学们认为这两个关键词是什么？一是：“中心位置”，一是“往复”师：自然界中这么多机械振动，如果我们要来研究，应该从何入手呢？根据我们物理学研究问题的惯例：从最简单、最基本的开始着手的基本研究方法，本节课我们来研究“简谐振动”。现在我们先来研究一下使物体产生振动的原因是什么？这需要进一步研究物体的振动过程：演示5（通过实验）一物体套在横杆上，并与弹簧相连。弹簧的另一端固定。（引导学生观察、讨论、推理。）师：怎样才能使物体振动起来呢？（把物体拉离原来的位置）师：（演示）物体振动几下就停下了，为什么？（横杆不够光滑）师：怎样才能使物体振动的次数增加呢？（使横杆变得光滑些）演示6；振子在气垫导轨上

5、振动：师：同学们观察到什么现象呢？（振子振动的次数很多）师：要使振子一直振动下去，该怎么办呢？（使振子不受任何阻力）师：正确：不过绝对没有阻力，在实际中是做不到的。物理学中为了决问题，常常抓住主要因素，忽略次要因素，建立一个理想模型，如同学们前面所学的质点模型。今天我们再引进另一理想模型叫弹簧振子。把一物体与弹簧连接，弹簧的另一端固定，忽略弹簧质量及物体所受阻力，这一系统就叫弹簧振子系统。可见这是一个理想模型。师：把振子压到C点再松手，振动就会在O点两则，B、C之间作振动。物体的运动性质决定于物体的受力情况，振子在O点的受力情况怎样呢？（在O点受到的重力、支持力相平衡，合力为零）师：我们把物体

6、在O点的位置称为平衡位置。当物体偏离平衡位置时，它受力情况怎样呢？如振子从运动。（振子在整个振动过程中重力、支持力相平衡，对运动没有影响。振子在O点左侧，受到弹簧的压力，方向向右；在O点不受弹簧的弹力，但由于惯性，要越过O继续向右运动；在O点右侧受到的弹簧的弹力方向向左。）师：振子从运动过程中受力情况又怎能样呢？（在O点的右侧受到的弹力方向向左，在O点左侧弹力方向向右。）师：通过分析，同学们能否知道振子振动过程中，无论是在O点右则还是左侧，它的受力方向有何特点？（总是指向平衡位置）师：我们把振动物体受到指向平衡位置的力，称为回复力。回复力的作用使得物体要回到平衡位置，但由于惯性，物体在平衡位置

7、时不能停下来，这样物体就在平衡位置两侧作往复运动。所以回复力是使物体振动的原因。师：假设弹簧的劲度系数为K，取向右为正方向，平衡位置为O的位移。那么回复力的数学表达式怎样呢？（F=-KX，“-”号表示回复力的方向始终与位移方向相反）师：我们把物体在形式的回复力作用下的振动称为简谐振动。它的特征是回复力的大小与位移大小成正比，而方向相反。下面我们来分析振子的运动性质。根据牛顿第二定律：，加速度方向与位移的关系怎样呢？（加速度与位移也是大小成正比，而方向相反）师：为了进一步讨论简谐振动的过程，请同学们把振子振动过程中的位移、回复力、加速度和速度的大小和方向填入表中。振子的运动OO位移的方向怎样？大小如何变化？回复力方向怎样？大小如何变化？运动性质？（加速或减速）加速度的方向怎样？方向如何？速度的方向怎样？方向如何？（回答略，由学生回答，教师通过动画展示说明）师：从刚才的分析中，我们知道振子振动过程中位移、速度、加速度和回复力都在不断变化。那么振子的运动是什么性质的运动呢？（变加速运动）师：简谐振动是机械振动中最简单、最基本的振动。在我们的生活中有许多振动可看作简谐振动。如实验二中的单摆，当摆角很小时，可近似认为简谐振动。再如今后要研究的音叉的振动也是简谐振动。且简谐振动还是我们今后研究交流电、电子技术的基础。例题与练习：1如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振