第一節(jié)簡諧運(yùn)動

1、第一節(jié)簡諧運(yùn)動知識目標(biāo)1 知道什么是機(jī)械振動；2 知道簡諧運(yùn)動的含義。能力目標(biāo)：1 掌握簡諧運(yùn)動的動力學(xué)公式；2 掌握簡諧運(yùn)動回復(fù)力的特征；3 掌握在一次全振動過程中回復(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)生掌握簡諧運(yùn)動的回復(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)動學(xué)中的位移概念容易混淆，這是難點(diǎn).在一次全振動中速度 的變化(大小、方向)較復(fù)雜，比較困難。教學(xué)過程1

2、 機(jī)械振動振動是自然界中普遍存在的一種運(yùn)動形式，請同學(xué)舉例說明什么樣的運(yùn)動是振動？說明微風(fēng)中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動這些物體的運(yùn)動都是振動。演示幾個(gè)振動的實(shí)驗(yàn)，要求同學(xué)邊看邊想：物體振動時(shí)有什么特征？(1) 一端固定的鋼板尺單擺(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)動各不相同：運(yùn)動軌跡是直線的、曲線的；運(yùn)動方向水平的、豎直的；物體各部分運(yùn)動情況相同的、不同的它們的運(yùn)動有什么共同特征？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，振動是機(jī)械振動的簡稱。明確：物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側(cè)所

3、做的往復(fù)運(yùn)動，叫做機(jī)械振動2 簡諧運(yùn)動指出簡諧運(yùn)動是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學(xué)習(xí)簡諧運(yùn)動。(1) 彈簧振子演示氣墊彈簧振子的振動。通過同學(xué)的觀察、分析、討論得到： 滑塊的運(yùn)動是平動，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；有了氣墊時(shí)，阻力很小，振子振動。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。(2) 彈簧振子為什么會振動？7儷昭1麺力1I_C 0 I s提出問題：當(dāng)把振子從它靜止的位置0拉開一小段距離到 B再放開后，它為什么會在B 0 C

4、之間振動呢？要求同學(xué)運(yùn)用學(xué)過的力學(xué)知識認(rèn)真分析、思考。引導(dǎo)同學(xué)分析振子受力及從 Bt O CIB的運(yùn)動情況，突出彈力的方向及在 0點(diǎn)振子 由于慣性繼續(xù)運(yùn)動。歸納得到：物體做機(jī)械振動時(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0點(diǎn)，回復(fù)力是零，叫振動的平衡位置。(2)簡諧運(yùn)動的特征說明彈簧振子在振動過程中，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)械振動時(shí)，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。演示：計(jì)算機(jī)模擬彈簧振子的

5、振動引導(dǎo)同學(xué)分析、討論：振子從B運(yùn)動到E時(shí)，位移大小為|0E|，方向向右；振子從C運(yùn)動到D時(shí)，位移大小為|0D|，方向向左；振子運(yùn)動到0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，叫做簡諧運(yùn)動。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)，對于彈簧振子，k是勁度系 數(shù)，對于其他物體的簡諧運(yùn)動，k是別的常數(shù)；負(fù)號表示回復(fù)力與位移的方向總相反。彈簧振子的振動只是簡諧運(yùn)動的一種。2.

6、在一次全振動中，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。(與前面相似，加x、v、a、F的顯示)讓同學(xué)觀察當(dāng)振子從 Bt 0 C OB時(shí)，就完成了 一次全振動，以后振子會重復(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)簡諧運(yùn)動的特征，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 a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。速度的變化引導(dǎo)同學(xué)分析討論：BO振子怎樣運(yùn)動？明確：是加速度變小的加速運(yùn)動，速度v變大，O速度最大。再分析討論：C3C振子做什么運(yùn)動？明確：是加速度變大的減速運(yùn)動，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。fv.振子