振幅、周期和頻率4.doc

岳陽市十一中學(xué)物理組陳鵬光教案2002年上學(xué)期二、振幅、周期和頻率教材：全日制高級中學(xué)物理試驗修訂本第九章第二節(jié)教學(xué)目標知識目標1、知道什么是振幅、周期和頻率；2、理解周期和頻率的關(guān)系；3、知道什么是振動的固有周期和固有頻率；能力目標1、在分析和學(xué)習(xí)振子的振幅、周期和頻率的過程中，提高學(xué)生的觀察能力和解決實際問題的能力。2、掌握用秒表測彈簧振子周期的操作技能。德育目標通過學(xué)習(xí)不同的運動描述要選取不同的物理量，使學(xué)生知道事物矛盾的特殊性決定著它的特殊本質(zhì)，不同性質(zhì)的運動包含各自不同的特殊矛盾。教學(xué)重點1、簡諧運動和振幅、周期和頻率的概念。2、關(guān)于振幅、周期和頻率的實際應(yīng)用。教學(xué)難點1、振幅和位移的關(guān)系；2、周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別。教學(xué)方法1、通過分析類比引入描述簡諧運動的三個物理量：振幅、周期和頻率。2、運用CAI課件使學(xué)生理解振幅和位移、周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別。3、通過演示、講解、實踐等方法，加深對三個概念的理解。通過實驗研究，探索彈簧振子的固有周期和決定因素。教學(xué)用具自制投影片、CAI課件、勁度不同的彈簧、秒表、鐵架臺、質(zhì)量不同的小球。課時安排1課時教學(xué)步驟導(dǎo)入新課1、講授：前邊我們學(xué)習(xí)過了直線運動，我們知道：對于勻速直線運動，所受合外力為零，描述該運動的物理量有位移、時間和速度，對于勻變速直線運動，物體所受的合外力是恒量，描述它的物理量有時間、速度、位移和加速度，而上節(jié)課我們研究了合外力為回復(fù)力的簡諧運動，那么描述簡諧運動需要哪些物理量呢？2、類比引入我們知道：簡諧運動是一種往復(fù)性的運動，而我們學(xué)過的勻速圓周運動也是一種往復(fù)性的運動，所以研究簡諧運動時我們也有必要像勻速圓周運動一樣引入周期、頻率等物理量，本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)描述簡諧運動的幾個物理量板書：振幅、周期和頻率新課教學(xué)（一）振幅1、在鐵架臺上懸掛一豎直方向的彈簧振子，分別用大小不同的力把彈簧振子從平衡位置拉下不同的距離。2、學(xué)生觀察兩種情況下，彈簧振子的振動有什么不同。3、學(xué)生代表答：兩種情況下，彈簧振子振動的范圍大小不同；振子振動的強弱不同。4、教師激勵評價，并概括板書：同學(xué)們觀察得很細，得到了正確的結(jié)論，在物理中，我們用振幅來描述物體的振動強弱。振幅是描述振動強弱的物理量；振動物體離開平衡位置的最大距離叫振幅；振幅的單位是米。5、取一段琴弦，使其兩端固定且被張緊，用實物投影儀進行投影。第一次使琴弦的振幅小些，聽它發(fā)出的聲音的強弱；第二次使琴弦的振幅大些，聽它發(fā)出的聲音的強弱。比較后，加深對振幅的理解。6、用投影儀出示問題，振幅和位移有什么區(qū)別？用實物投影儀投影彈簧振子所做的振動，并用CAI課件模擬該運動。學(xué)生觀察上述運動，并總結(jié)振幅和位移的區(qū)別和聯(lián)系。學(xué)生代表答：a、振幅是指振動物體離開平衡位置的最大距離；而位移是振動物體所在位置與平衡位置之間的距離。b、對于一個給定的振動，振子的位移是時刻變化的，但振幅是不變的。c、位移是矢量，但振幅是標量；d、振幅等于最大位移的數(shù)值。（二）周期和頻率1、介紹什么是全振動？用多媒體展示如圖所示的全振動物體從OAOAO學(xué)生描述：從A點開始，一次全振動的完整過程OAOAOA從A點開始，一次全振動的完整過程AOAOA2、在兩個勁度系數(shù)不同的彈簧下掛兩個質(zhì)量相同的物體，讓這兩個彈簧振子以相同的振幅振動，觀察到振子振動的快慢不同。3、問：用什么來描述簡諧運動的快慢呢？學(xué)生閱讀課文后回答：用周期和頻率來描述機械振動的快慢。做簡諧運動的物體完成一次全振動所需的時間，叫做周期，單位：秒。單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)，叫頻率，單位：赫茲。周期和頻率之間的關(guān)系式：T=1/f4、過渡設(shè)問：如果改變彈簧振子的振幅、振動的周期是否會改變呢？（三）研究彈簧振子的周期與什么因素有關(guān)1、提出問題：猜想彈簧振子的振動周期可能由哪些因素決定？教師同時演示兩個不同的彈簧振子（彈簧不同，振子小球的質(zhì)量也不同），學(xué)生觀察到：兩個彈簧振子的振動不同步，說明它們的周期不相等。學(xué)生猜想：影響彈簧振子的周期的因素可能有：振幅、振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)。2、我們要想證明猜想是否正確，必須通過實驗驗證，那么同學(xué)們討論一下：研究彈簧振子振動的周期你準備采用哪些實驗裝置？3、學(xué)生討論后，回答：方案一：彈簧一端固定，彈簧的另一端連著滑塊，讓滑塊在光滑水平面上振動。方案二：彈簧一端固定，彈簧的另一端連著有孔小球，使小球在光滑的水平桿上滑動。方案三：彈簧一端固定，另一端系著小球，讓小球在豎直方向上振動。4、討論對哪種方案更可行？5、用三種方案研究彈簧振子周期的決定因素。介紹實驗的有關(guān)事項a、介紹秒表的正確讀數(shù)及使用方法。b、應(yīng)選擇振子經(jīng)過平衡位置的時刻作為秒表開始計時的時刻。c、振動周期的求解方法：T=t/n，t表示發(fā)生n次全振動所用的總時間。給每一位同學(xué)發(fā)一塊秒表，全班同學(xué)同時測講臺上演示的彈簧振子的振動周期。實驗一：用同一彈簧振子，質(zhì)量不變，振幅較小與較大時，測出振動的周期T1和T1并進行比較后得到結(jié)論：彈簧振子的振動周期與振幅大小無關(guān)。實驗二：用同一彈簧，拴上質(zhì)量較小和較大的小球，在振幅相同時，分別測量出振動周期T2和T2，比較后得到結(jié)論。彈簧振子的振動周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時，周期較小。實驗三：保持小球的質(zhì)量和振幅不變，換用勁度系數(shù)不同的彈簧，測出振動的周期T3和T3，比較后得到結(jié)論。彈簧振子的振動周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時，周期較小。6、通過上述實驗，我們得到：彈簧振子的同期由振動系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無關(guān)，所以把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。鞏固訓(xùn)練1、一物體從平衡位置出發(fā)做簡諧運動，經(jīng)歷了10s的時間，經(jīng)過去了200cm的路程，已知它的振動頻率為2Hz，該振動的振幅為 。2、彈簧振子的振幅取決于 ，振幅的大小標志著 。3、彈簧振子正在振動，振幅為A，周期為T，t1時刻運動到a點，t2時刻運動到b點，如果t2-t1=T/4，則ab兩點間的距離可能是：A、0； B、大于A； C、等于A； D、小于A。4、某質(zhì)點做簡諧運動，從質(zhì)點經(jīng)過某一位置時開始計時，則 。A、當(dāng)質(zhì)點再次經(jīng)過此位置時，經(jīng)過的時間為一個周期；B、當(dāng)質(zhì)點的速度再次與零時刻的速度相同時，經(jīng)過的時間為一個周期；C、當(dāng)質(zhì)點的加速度再次與零時刻的加速度相同時，經(jīng)過的時間為一個周期；D、以上三種說法都不對。小結(jié)1、振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離；振動物體完成一次全振動所需要的時間叫周期；單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)叫頻率。2、當(dāng)振動物體以相同的速度相繼通過同一位置所經(jīng)歷的過程就是一次全振動；一次全振動是簡諧運動的最小運動單元，振子的運動過程就是這一單元運動的不斷重復(fù)。3、由于物體振動的周期和頻率只與振動系統(tǒng)本身有關(guān)，所以也叫固有周期和固有頻率。作業(yè)課本P162（1）、（2）、（3）、（4）板書設(shè)計振幅、周期和頻率一、振幅（A）：振動物體離開平衡位置的最大距離單位：（m）