魯科版選修34機(jī)械振動(dòng)第1節(jié) 簡諧振動(dòng)“百校聯(lián)賽”一等獎(jiǎng)

簡諧運(yùn)動(dòng)教材的地位和作用

簡諧運(yùn)動(dòng)是高一物理第九章第一節(jié)的內(nèi)容。是動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)分析物體運(yùn)動(dòng)的一種延伸，是單擺運(yùn)動(dòng)分析的一種鋪墊。通過學(xué)習(xí)使學(xué)生鞏固力學(xué)問題的分析方法，并掌握往復(fù)運(yùn)動(dòng)的描述方法。教學(xué)目標(biāo)1．知道什么是機(jī)械運(yùn)動(dòng)。2．知道簡諧運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)以及F=-kx公式的物理意義。3．理解簡諧運(yùn)動(dòng)的定義。4．知道簡諧運(yùn)動(dòng)中位移、速度、加速度、回復(fù)力在一次振動(dòng)中的變化規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)來分析彈簧振子的運(yùn)動(dòng)的能力。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

從運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的角度區(qū)分簡諧運(yùn)動(dòng)中位移，回復(fù)力，加速度，速度的變化規(guī)律簡諧運(yùn)動(dòng)中回復(fù)力的特點(diǎn)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)

一、從演示實(shí)驗(yàn)引出課題演示1：使掛在輕質(zhì)彈簧下的金屬球作上下振動(dòng)。學(xué)生觀察：金屬球作什么樣的運(yùn)動(dòng)？（上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)）（學(xué)生共同回答）引導(dǎo)學(xué)生思考：金屬球的運(yùn)動(dòng)跟過去已經(jīng)學(xué)過的直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)相比有什么不同的特點(diǎn)？（往復(fù)性）（個(gè)別提問）結(jié)論：物體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)。金屬球的運(yùn)動(dòng)就是振動(dòng)。二．新課教學(xué)：1．研究彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。演示2：彈簧振子——一種理想模型。（演示多媒體課件）觀察的基礎(chǔ)上思考：A、振子在振動(dòng)過程中受幾個(gè)力的作用？B、振子在運(yùn)動(dòng)過程中所受的合力是什么力？大小跟哪些量有關(guān)？彈簧被拉長時(shí)，振子受到的合力方向是什么方向？彈簧被壓縮時(shí)，振子受到的合力方向是什么方向？學(xué)生討論：先把振子拉到B，再放開，振子在B、C之間不停地振動(dòng)。(控制多媒體課件的播放)a、先研究B→O的過程中：彈力大小逐漸

；彈力的方向始終指向

位置；彈力產(chǎn)生的加速度逐漸

；振子運(yùn)動(dòng)的速率逐漸

；振子做

運(yùn)動(dòng)。

b、當(dāng)振子經(jīng)平衡位置的瞬間：彈力等于

；彈力產(chǎn)生的加速度等于

；振子運(yùn)動(dòng)的速率達(dá)到

；

c、由于慣性，振子不會(huì)停止運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，振子壓縮彈簧，彈簧產(chǎn)生一個(gè)阻礙振子運(yùn)動(dòng)的力，在由O→C的運(yùn)動(dòng)的過程中：（共同總結(jié)）彈力大小逐漸

；彈力的方向始終指向

位置；彈力產(chǎn)生的加速度逐漸

；振子運(yùn)動(dòng)的速率逐漸

；振子做

運(yùn)動(dòng)。

d、當(dāng)振子從C→O以及O→B運(yùn)動(dòng)過程中，各個(gè)物理量又如何？（讓學(xué)生結(jié)合上述問題的引導(dǎo)填充下表的前兩行再個(gè)別提問）2．回復(fù)力（1）

討論：A、

振子在O點(diǎn)時(shí)，彈簧的形變量、彈力、位移分別是多少？B、

振子在O點(diǎn)右側(cè)時(shí)，振子的位移、彈力的方向分別是多少樣的？它們的大小分別如何變化？C、

振子在O點(diǎn)左側(cè)時(shí)，上一問題如何回答？（2）

結(jié)論：A、

回復(fù)力的方向總是與位移的方向相反，即總指向平衡位置。B、

回復(fù)力的大小隨位移的增大而增大，隨位移的減小而減小，由胡克定律可知，彈簧振子的回復(fù)力跟偏離平衡位置的位移大小成正比。即F=—kx（演示課件中的矢量的變化）振子的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目B->00->CC->00->B位移X方向向右向左向左向右大小變化Xm->00->XmXm->00->Xm回復(fù)力F方向向左向右向右向左大小變化Fm->00->FmFm->00->Fm加速度a方向向左向右向右向左大小變化Am->00->AmAm->00->Am速度V方向向左向左向右向右大小變化0->VmVm->00->VmVm->03、簡諧運(yùn)動(dòng)的定義定義：像彈簧振子那樣，物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力作用下的振動(dòng)叫做簡諧振動(dòng)。性質(zhì)：變速運(yùn)動(dòng)說明：應(yīng)用：五、小結(jié)：1、振動(dòng)現(xiàn)象是廣泛存在的。如風(fēng)吹樹枝引出樹枝的擺動(dòng)，縫紉機(jī)的上下運(yùn)動(dòng)等。2、物體會(huì)做振動(dòng)是由于當(dāng)它離開平衡位置后，就會(huì)受到一個(gè)使它回復(fù)到平衡位置的力的作用，所以必須受到回復(fù)力的作用是使物體產(chǎn)生振動(dòng)的條件。3、簡諧振動(dòng)是最簡單最基本的機(jī)械振動(dòng)，只有符合回復(fù)力F合＝－kx的振動(dòng)才是簡諧振動(dòng)。板書設(shè)計(jì)

9．1簡諧運(yùn)動(dòng)一．機(jī)械振動(dòng)：物體在某一中心位置兩側(cè)所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。二．幾個(gè)重要物理量：1．

平衡位置2．

位移3．

全振動(dòng)4．

回復(fù)