魯科版34簡諧振動 第1課時 教案.docx

第一節(jié) 簡諧運動教學目標：（一）知識與技能1、知道什么是彈簧振子，理解振動的平衡位置和位移。2、知道彈簧振子的位移時間圖象，知道簡諧運動及其圖象。（二）過程與方法通過對簡諧運動圖象的繪制，認識簡諧運動的特點。（三）情感、態(tài)度與價值觀1、通過對簡諧運動圖象的繪制，培養(yǎng)認真、嚴謹、實事求是的科學態(tài)度。2、從圖象中了解簡諧運動的規(guī)律，培養(yǎng)分析問題的能力及審美能力（逐步認識客觀存在的簡潔美、對稱美等）。教學重點：理解簡諧運動的位移時間圖象。教學難點：根據簡諧運動的圖象弄清各時刻質點的位移、路程及運動方向。教學方法：實驗演示、討論與歸納、推導與列表對比、多媒體模擬展示教學用具：一端固定的鋼尺、單擺、音叉、小槌、水平彈簧振子、豎直彈簧振子、cai課件教學過程：（一）引入新課在自然界中有一種很常見的運動，如微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、水中浮標的上下浮動、擔物行走時扁擔的顫動、聲帶的振動、地震時大地的劇烈振動，這些物體的運動稱之為機械振動，簡稱振動。振動是自然界中普遍存在的一種運動形式。（演示振動實例，建立振動的概念，歸納振動的特點）演示：一端固定的鋼尺、單擺、水平和豎直的彈簧振子、穿在橡皮繩上的塑料球、音叉的叉股等物體的振動問題：這些物體的運動各不相同，運動軌跡有的是直線，有的是曲線；運動方向有的在水平方向，有的在豎直方向；物體各部分的運動情況有的相同、有的不同，那么它們的運動有什么共同特征呢？歸納：物體振動時有一中心位置，物體（或物體的一部分）在中心位置兩側做往復運動。物體振動時有一個中心位置，如琴弦振動的中心位置就是琴弦靜止時或未開始振動時的位置。這個位置稱為平衡位置。（1）平衡位置：物體振動時的中心位置，振動物體未開始振動時相對于參考系靜止的位置。（2）機械振動：物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動，通常簡稱為振動。（3）振動特點：振動是一種往復運動，具有周期性和往復性。（用多媒體展示振動的幾個實例，在多媒體展示過程中強化“平衡位置”和“往復運動”）教師： 振動是一種新的運動形式。我們研究問題的方法都是由淺入深、由簡到繁的。簡諧運動是機械振動中最簡單的運動形式，所以我們下面先來研究簡諧運動。（二）新課教學1、彈簧振子演示：水平放置的彈簧振子的振動。觀察、分析、討論：小球原來靜止的位置就是平衡位置。小球在平衡位置附近所做的往復運動，是一種機械振動。小球的運動是平動，小球可以看作質點。忽略小球與水平桿之間的摩擦，彈簧的質量與小球質量相比也忽略不計，將小球拉離平衡位置后由靜止釋放，小球能夠自由滑動。這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。演示：豎直方向上彈簧振子的振動。（引導學生觀察、體會彈簧振子的“平衡位置”和“往復運動”，增強感性認識。）說明：在中學階段只研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。小球稱為振子。彈簧振子是一個理想化的模型，它忽略了一些次要的因素。2、彈簧振子的位移時間圖象教師：要進一步研究彈簧振子的運動規(guī)律，我們首先來研究振子的位移如何變化。說明：以小球的平衡位置為坐標原點，沿運動方向建立坐標軸。規(guī)定小球在平衡位置右邊時，位移為正，在平衡位置左邊時，位移為負。教師：用頻閃照相的方法來顯示振子在不同時刻的位置。投影如圖11.12。思考：如何理解這就是振子的位移時間圖象，即x-t圖象。學生：思考、討論。發(fā)表見解。因為攝像底片從下向上勻速運動，底片運動的距離與時間成正比。因此，可用底片運動的距離代表時間軸。振子的頻閃照片反映了不同時刻，振子離開平衡位置的位移。也就是位移隨時間變化的規(guī)律。oaaxx教師：板畫，如圖所示。引導學生觀察振子從aoaoa的一個循環(huán)，這一循環(huán)可分為四個階段：ao、oa、ao、oa，分析在這四個階段中振子位移的變化，并將定性分析的結論填入表格中。由a到o運動過程中，位移方向由a，隨著振子不斷地向o靠近，位移越來越小。振子的運動aooaaooa對o點位移的方向怎樣？大小如何變化？向右減小向左增大向左減小向右增大總結：振動物體的位移與運動學中的位移含義不同，振子的位移總是相對于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。因而振子對平衡位置的位移方向始終背離平衡位置。3、簡諧運動及其圖象教師：觀察彈簧振子的位移時間圖象，可以發(fā)現(xiàn)該圖象像數(shù)學中學過的何種圖象？學生：正弦曲線。教師：精確的實驗和理論研究表明，彈簧振子的位移隨時間按正弦規(guī)律變化。像這樣，質點的位移隨時間按正弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧運動。簡諧運動的位移時間圖象為正弦曲線。簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。彈簧振子的運動就是簡諧運動。教師：怎樣來記錄振動的圖象呢？演示：在彈簧振子的小球上安裝一只繪圖筆，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。教師：介紹這種方法在實際中的重要應用。如醫(yī)院里的心電圖儀、地震儀中繪制地震曲線的裝置等，都用類似的方法記錄振動情況。如圖所示。（三）課堂小結物體在平衡位置附近所做的往復運動，叫做機械振動。彈簧振子是我們學習的又一個理想化的物理模型。忽略小球與水平桿之間的摩擦，彈簧的質量與小球質量相比也忽略不計，這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。彈簧振子的位移隨時間按正弦規(guī)律變化，其位移時間圖象是一條正弦曲線。這樣的振動叫做簡諧運動。簡諧運動是機械振動中最簡單、最基本的的振動。學以致用【引導】用頻閃照片記錄位移時間圖像來研究，比較精確，但是麻煩。有人曾猜想，能不能在小球上涂上墨水，下面墊上白紙，在小球運動的過程中讓小球自己把軌跡記錄在白紙上呢？（不可以，紙上記錄的點都在一直線上，分不出）怎么辦？（勻速拖動紙帶。）沙漏不停的漏沙，好像是一支可以記錄軌跡的筆，你有沒有辦法直接記錄沙漏擺動過程的x-t圖呢？【學生討論】有辦法。待沙漏擺動穩(wěn)定以后，勻速拖動紙帶，就能得到x-t圖【師】