《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)》教案2.doc

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)教案知識(shí)目標(biāo) 1知道什么是機(jī)械振動(dòng)；2知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的含義。能力目標(biāo)：1掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)公式；2掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的特征；3掌握在一次全振動(dòng)過程中回復(fù)力、加速度、速度隨偏離平衡位置的位移變化的規(guī)律(定性)。情感目標(biāo)1培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)規(guī)律的能力.2培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解釋生活中的自然想象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：使學(xué)生掌握簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律回復(fù)力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性變化的原因。難點(diǎn)：偏離平衡位置的位移與運(yùn)動(dòng)學(xué)中的位移概念容易混淆，這是難點(diǎn)在一次全振動(dòng)中速度的變化(大小、方向)較復(fù)雜，比較困難。教學(xué)過程1機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動(dòng)形式，請(qǐng)同學(xué)舉例說明什么樣的運(yùn)動(dòng)是振動(dòng)？說明微風(fēng)中樹枝的顫動(dòng)、心臟的跳動(dòng)、鐘擺的擺動(dòng)、聲帶的振動(dòng)這些物體的運(yùn)動(dòng)都是振動(dòng)。演示幾個(gè)振動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，要求同學(xué)邊看邊想：物體振動(dòng)時(shí)有什么特征？(1)一端固定的鋼板尺(2)單擺(3)彈簧振子(4)穿在橡皮繩上的塑料球提出問題：這些物體的運(yùn)動(dòng)各不相同：運(yùn)動(dòng)軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動(dòng)方向水平的、豎直的；物體各部分運(yùn)動(dòng)情況相同的、不同的它們的運(yùn)動(dòng)有什么共同特征？在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上歸納出：物體振動(dòng)時(shí)有一中心位置，物體(或物體的一部分)在中心位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)的簡(jiǎn)稱。明確：物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，叫做機(jī)械振動(dòng)2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)指出簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)，我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。(1) 彈簧振子演示氣墊彈簧振子的振動(dòng)。通過同學(xué)的觀察、分析、討論得到：滑塊的運(yùn)動(dòng)是平動(dòng)，可以看作質(zhì)點(diǎn)。彈簧的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量，可以忽略不計(jì)。明確：一個(gè)輕質(zhì)彈簧聯(lián)接一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，彈簧的另一端固定，就構(gòu)成了一個(gè)彈簧振子。沒有氣墊時(shí)，阻力太大，振子不振動(dòng)；有了氣墊時(shí)，阻力很小，振子振動(dòng)。說明我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。(2)彈簧振子為什么會(huì)振動(dòng)？提出問題：當(dāng)把振子從它靜止的位置O拉開一小段距離到B再放開后，它為什么會(huì)在BOC之間振動(dòng)呢？要求同學(xué)運(yùn)用學(xué)過的力學(xué)知識(shí)認(rèn)真分析、思考。引導(dǎo)同學(xué)分析振子受力及從BOCOB的運(yùn)動(dòng)情況，突出彈力的方向及在O點(diǎn)振子由于慣性繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。歸納得到：物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí)，一定受到指向中心位置的力，這個(gè)力的作用總能使物體回到中心位置，這個(gè)力叫回復(fù)力?；貜?fù)力是根據(jù)力的效果命名的，對(duì)于彈簧振子，它是彈力。說明回復(fù)力可以是彈力，或其它的力，或幾個(gè)力的合力，或某個(gè)力的分力。在O點(diǎn)，回復(fù)力是零，叫振動(dòng)的平衡位置。(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征說明彈簧振子在振動(dòng)過程中，回復(fù)力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關(guān)系。在研究機(jī)械振動(dòng)時(shí)，我們把偏離平衡位置的位移簡(jiǎn)稱為位移。演示：計(jì)算機(jī)模擬彈簧振子的振動(dòng)引導(dǎo)同學(xué)分析、討論：振子從B運(yùn)動(dòng)到E時(shí)，位移大小為|OE|，方向向右；振子從C運(yùn)動(dòng)到D時(shí)，位移大小為|OD|，方向向左；振子運(yùn)動(dòng)到O時(shí)，位移為零；位移可以用振子坐標(biāo)x來表示。提出問題：彈簧振子振動(dòng)時(shí)，回復(fù)力與位移是什么關(guān)系？歸納同學(xué)的回答得到：根據(jù)胡克定律，彈簧振子的回復(fù)力與位移成正比，與位移方向相反。明確：物體在跟位移大小成正比，并且總指向平衡位置的力作用下的振動(dòng)，叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。寫出F-kx說明式中F為回復(fù)力；x為偏離平衡位置的位移；k是常數(shù)，對(duì)于彈簧振子，k是勁度系數(shù)，對(duì)于其他物體的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，k是別的常數(shù)；負(fù)號(hào)表示回復(fù)力與位移的方向總相反。彈簧振子的振動(dòng)只是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一種。2在一次全振動(dòng)中，相關(guān)物理量的變化規(guī)律演示：計(jì)算機(jī)模擬彈簧振子的振動(dòng)。(與前面相似，加x、v、a、F的顯示)讓同學(xué)觀察當(dāng)振子從BOCOB時(shí)，就完成了一次全振動(dòng)，以后振子會(huì)重復(fù)上述過程。(1)位移的變化演示：x的變化。(2)回復(fù)力的變化提出問題：當(dāng)位移x變化時(shí)，回復(fù)力F如何變化？在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上明確：根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征，F(xiàn)與x成正比變化，且方向相反演示：F的變化。(3)加速度的變化提出問題：當(dāng)回復(fù)力F變化時(shí)，加速度如何變化？在同學(xué)回答的基礎(chǔ)上明確：根據(jù)牛頓第二定律，a與F成正比，且方向相同。演示：a的變化。(4)速度的變化引導(dǎo)同學(xué)分析討論：BO振子怎樣運(yùn)動(dòng)？明確：是加速度變小的加速運(yùn)動(dòng)，速度v變大，O速度最大。再分析討論：OC振子做什么運(yùn)動(dòng)？明確：是加速度變大的減速運(yùn)動(dòng)，速度v變小，C速度為零。演示：v的變化。發(fā)給同學(xué)表格，并將表格用投影幻燈投影在幕上。BOOOC