《物理（醫(yī)藥衛(wèi)生類）》教案 高職 5.1簡諧振動

教案名稱：5.1簡諧振動教學(xué)目標(biāo)：1.了解簡諧振動，會用振幅、周期和頻率描述振動。了解任何物體都有自己的固有周期和固有頻率，且與振幅大小無關(guān)。2.理解彈簧振子的簡諧振動是一種理想化物理模型。了解簡諧振動回復(fù)力與位移滿足F=-kx關(guān)系，是一種速度、位移、加速度不斷變化的變速運動。會分析彈簧振子振動過程中各個物理量的變化。了解振動在科學(xué)探究和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。3.能夠分辨自由振動、阻尼振動和受迫振動，通過實驗探究了解共振現(xiàn)象，了解共振的條件和共振在技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。4.通過科學(xué)調(diào)查等活動培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，了解科學(xué)論證的一般方法，發(fā)展運用科學(xué)技術(shù)服務(wù)社會的責(zé)任意識。教學(xué)重點：簡諧振動的回復(fù)力特點；描述簡諧振動規(guī)律的物理量；受迫振動與共振。教學(xué)難點：簡諧振動的回復(fù)力特點；描述簡諧振動規(guī)律的物理量。教學(xué)方法：講授法、實驗探究法、討論法教學(xué)準(zhǔn)備：實驗器材：彈簧、重物、支架；單擺球、細線等。多媒體材料：PPT課件。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課：機械振動是自然界中常見的運動形式之一，而波是振動在媒質(zhì)中的傳播。機械振動和機械波的知識是學(xué)習(xí)各種形式振動和波的基礎(chǔ)。情景創(chuàng)設(shè)：展示日常生活中普遍存在的振動現(xiàn)象。提問這些運動的共同特點和如何描述這樣的運動。二、新課講解：1.觀察下列實驗，引入概念：物體在平衡位置附近做往復(fù)運動叫做機械振動，簡稱振動。一切發(fā)聲的運動，如聲帶、音叉、琴弦、鼓膜的運動，都是機械振動的例子。2.簡諧振動彈簧振子和單擺是簡諧振動的典型例子。下面以彈簧振子為例。介紹彈簧振子構(gòu)造：為了使問題得到簡化，設(shè)彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略，水平圓棍光滑的沒有摩擦，這樣的系統(tǒng)就稱為彈簧振子。小球為什么會振動呢？詳細講解（平衡位置，指向平衡位置的力，加速度，慣性，能量轉(zhuǎn)換，重復(fù)相同過程）使物體回到平衡位置的力稱為回復(fù)力。當(dāng)物體偏離平衡位置生回復(fù)力存在，是物體振動的必要條件。選取如圖所示的坐標(biāo)，根據(jù)胡克定律，彈簧的彈力與彈簧的伸長成正比。F負號表示回復(fù)力與位移方向相反。物體在與位移成正比而與位移的方向相反的回復(fù)力作用下的振動，叫做簡諧振動。根據(jù)牛頓第二定律負號表示加速度與位移方向也相反。3.描述簡諧振動的物理量（1）振幅A振動物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅。（2）周期T和頻率f物體完成一次振動所需的時間叫做周期。簡諧振動的周期跟什么有關(guān)呢？（觀察活動）利用秒表測量彈簧振子的周期。結(jié)論：彈簧振子的周期是由彈簧振子自身的性質(zhì)決定的，與振幅無關(guān)。對于一個確定的系統(tǒng)來說，T是一個恒量，只由系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定，叫做系統(tǒng)的固有周期。單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)稱為振動的頻率，數(shù)值上就是周期的倒數(shù)。T=1f周期和頻率是表示物體振動快慢的物理量。4.阻尼振動和受迫振動（1）自由振動理想狀態(tài)下，振動系統(tǒng)不受其他外力作用時的振動稱為自由振動。（2）阻尼振動在實際振動過程中，振動系統(tǒng)因克服外界阻力做功而不斷消耗能量，振幅會不斷減小，最終完全停止下來。這種振幅隨時間逐漸減小的振動稱為阻尼振動。討論交流：總結(jié)阻尼振動的特點，舉例說明阻尼振動在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。（3）受迫振動振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的持續(xù)振動稱為受迫振動。討論交流：總結(jié)受迫振動的特點，舉例說明受迫振動在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。實驗探究：受迫振動的振幅用受迫振動實驗儀探究受迫振動振幅和什么因素有關(guān)。通過觀察實驗發(fā)現(xiàn)，與驅(qū)動擺球（金屬球）擺長相同的擺球（塑料球）總是振幅最大的。結(jié)論：當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體做受迫振動的振幅達到最大值，這種現(xiàn)象稱為共振。5.應(yīng)用拓展三、課堂小結(jié)：知識梳理：總結(jié)振動現(xiàn)象的重要概念和描述振動的基本物理量。重點強調(diào)：強調(diào)科學(xué)探究和歸納推理的重要性?？梢龑?dǎo)學(xué)生回顧是否達到本節(jié)的核心素養(yǎng)目標(biāo)。四、課后練習(xí)及作業(yè)布置：1.結(jié)合你的專業(yè)，收集機械振動在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用事例，撰寫調(diào)查小報告，與老師或者同學(xué)展開討論交流。2．如果一個彈簧振子的振幅為6cm，該振子完成一次全振動，經(jīng)過了幾次平衡位置？振子運動的路程為多少