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简谐运动-教学设计

简谐运动-教学设计
简谐运动-教学设计

简谐运动教学设计

一、设计思路

简谐运动是中学物理学习中一种重要的运动形式,也是最简单的一种机械振动的形式。在通常的教学过程中,采用的是实验引入分析的方法,演示弹簧振子的运动,定性分析它在运动过程中的受力、加速度的大小和方向、速度的大小和方向、位移大小和方向的变化,继而定量分析弹簧振子受力与位移的关系,从而得到简谐运动的特点和定义,在此基础上定义简谐运动的周期、振幅等物理量。我们认为这样的教学过程虽然从实验的角度将简谐运动进行了演示,并从中得到了一些结论,但是整个教学过程是在行为主义教学理论指导下进行的,强调的是教师的讲解和学生的接受,忽略了学生的主动发现过程。因此,我将教学过程和内容安排做了一些调整,引导和指导学生通过自己的努力去发现问题,并得到一些规律和概念性的知识。从对圆周运动的研究开始,利用几何画板描绘做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影点的“位置—时间”关系图像,继而在虚拟实验软件上描绘出弹簧振子的“位置—时间”关系图像,通过比较,寻找二者的关系,最后利用真实的演示实验验证所得结论。至于描述简谐运动的物理量──周期和振幅,可以指导学生结合对匀速圆周运动的研究进行独立探究式学习。在整个教学过程中充分利用几何画板提供的平台支持演示、描述知识,温故“问”新,努力提高学生的思维水平。

二、教学过程

1.简谐运动特点

(1)研究匀速圆周运动。

演示做匀速圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动轨迹,并描绘出该点位置随时间变化的关系图像(图1)。引导学生观察图像形式,并根据数学知识,初步猜测其对应的函数形式。

点评从匀速圆周运动开始本节课是一个很好的创意,对学生后面进行探究学习开了一个好头。但是如果这里一开始不显示“Y轴上的投影点运动位置与时间关系图像”,而是让学生想象讨论后给出答案,对学生的思维拓展及本节课后面学习会更有帮助。

(2)虚拟演示弹簧振子的运动。

运行利用几何画板制作的弹簧振子虚拟演示,描绘振子在振动过程中位置随时间的变化图像(图2)。与上述图像对比,猜测此图像的函数形式。

(3)真实演示弹簧振子的运动。

验证计算机演示的弹簧振子“位置-时间”图像是否符合真实的物理过程。

实验简介:将弹簧振子放在气垫导轨上,横向引出一条铁丝,铁丝的另一段固定一医用输液针头,针头和输液管相连,输液管上端(较高处)连接着装有墨水的输液瓶子(这里是将输液用的一套设备借用过来了)。针头下面平铺白纸,为了使白纸匀速运动,将其用电机带效果最好。调节好初始状态,开始运动后就可以描述弹簧振子的“位置—时间”关系图像了。当然,如果有比较好的实验条件,也可以在气垫导轨上安装传感器装置,利用计算机直接将图像打印出来,效果更好(这有点像心电图的实现过程了)

2.比较实验结果

(1)比较“位置—时间”图像。

引导学生比较上面步骤中得到的图像,发现它们都是正弦(余弦)函数关系,也就是说,弹簧振子运动过程的规律与做圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动规律一样。从图像的斜率可以判断速度的变化规律也

(2)分析受力特点。

教师指导学生讨论弹簧振子和圆周运动的Y轴投影受力特点。

在讨论过程中首先明确“平衡位置”的概念。对于弹簧振子来讲,在其振动方向上有合外力为零的位置,我们把这个位置叫做“平衡位置”,在图1和图2中所描绘的“位置—时间”图像都是以“平衡位置”作为位置坐标的起点(位置坐标的原点),也以振子在此位置的时刻为时间计时起点(时间坐标的原点)。由学生独立分析弹簧振子的受力特点,得出

结论,其中k为弹簧的劲度系数,y为振子的位置坐标(等于相对“平衡位置”的

位移),弹簧振子受所受力的大小与它相对“平衡位置”的位移大小成正比,方向相反。教师引导学生分析做匀速圆周运动的质点在Y轴投影的受力特点。如图3所示。向心力为F,

它在Y轴方向上的分量,其中r是圆周的半径,如果考虑方向

因素,,这个分量的特点也是和投影点相对平衡位置的位移大小成正比,方向相反。

(3)得出结论。

从上面的分析可以得出,弹簧振子的运动和受力特点与做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影的运动特点完全一致。或者说,匀速圆周运动的Y方向分运动与弹簧振子的运动一致。

我们将像弹簧振子那样的运动叫做简谐运动,所受的力符合形式,这个力叫

做回复力。根据上述分析过程,学生独立概括简谐运动的特点(可以分组讨论,然后小组代表发言),要求所概括的特点至少包含受力和运动两方面。

通过上述分析也容易看出,匀速圆周运动的Y方向分运动就是简谐运动,同样道理,X 方向的分运动也是简谐运动,或者可以将匀速圆周运动看成两个互相垂直的简谐运动的合运动。因此,我们可以通过研究匀速圆周运动和它的一个分运动来研究简谐运动的一些

3.深入探讨

指导学生利用几何画板分学习小组对下述问题进行讨论研究,并阐述本组的研究结果。

简谐运动周期。在前面的演示中可以发现弹簧振子的运动具有周期性,通过阅读教材了解“周期”的定义,研究简谐运动的周期与哪些因素有关。教师提示:可以借助圆周运动的Y方向分运动。在学生发言时可以同时进行下述推导过程:

圆周运动的向心力

所以

又因为简谐运动的回复力

所以

根据合运动与分运动的等时性,匀速圆周运动Y方向分运动的周期和匀速圆周运动的周期相等,,又因为匀速圆周运动的Y方向分运动就是简谐运动,所以简谐运动的周期也是,将上面的式代入即得:。

这就是简谐运动周期。同时利用这个式子理解固有周期的概念。

简谐运动振幅。阅读教材,了解简谐运动振幅的定义,在几何画板上构造一个简谐运动,观察振幅的特点与哪些因素有关。

利用软件中提供的虚拟实验研究简谐运动的图像。从图像中我们能够得到哪些信息,例如图像能反映哪些物理量及其变化规律等。

构造弹簧振子(任选)。在虚拟演示中使用的弹簧振子没有完全反映出各个变量变化(如劲度系数、振子质量、振幅)对振动的影响。根据所学知识,请你利用几何画板再构造一个虚拟的弹簧振子振动实验演示,要求能够全面地体现出各个变量对其振动的影响。

用几何画板构造两个垂直方向运动的简谐运动合运动,看看在什么条件下合运动轨迹是圆。变化各个参量,观察合运动轨迹。(任选)

当然,如果学生有研究问题要鼓励他们继续尝试。

《简谐运动》教学设计

《简谐运动》教学设计 江苏省溧阳中学狄云峰 [教学内容及对象分析] 本节是人教版全日制普通高级中学教科书(试验修订本·必修)《物理》第一册、第九章《机械振动》第一节《简谐运动》。 机械振动是较复杂的机械运动,振动的知识在实际生活中有很多应用(如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等),可以使学生联系实际,扩大知识面;同时,也是以后学习波动知识的基础。因此,学好此章内容,具有承上启下的作用。《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节,是全章的基础。 简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种运动形式,简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度均在做周期性的变化。正确理解简谐运动过程中各物理量的变化规律,可以加深对以往所学的运动学和动力学知识的理解;通过已学的运动形式的对比,可以更深入的比较各种条件下运动的变化情况。本节通过对机械振动的教学和对简谐运动规律的分析,帮助学生建立在周期性外力作用下运动的基本概念。 现阶段高一的学生已具有一定的运动学和动力学的基本知识,对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识,但周期性变力作用下物体的运动还是第一次遇到,对这种运动模式的运动形式没有抽象认识;同时,高一学生只习惯于运动模式较为单一的情况,很难对较为复杂的运动由清晰的认识。为此,如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。心理学研究表明,在学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共同参与学习过程,则学习效率将得到极大的提高;而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信息资源提供”。为此在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受,创设学习的良好情景;再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运动规律;最后通过电脑动画设计科学的模拟出各种情况下的运动情景,动态的分析各个相关物理量的变化情况,给学生提供科学而丰富的信息资源,然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。由此培养学生的观察能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力,使学生的学习过程变得轻松而高效,并且同步培养学生自主学习的能力,为学生的可持续发展提供必要的训练。 [教学目标] (一)知识目标: 1.知道什么是机械振动及其产生条件;理解回复力的含义; 2.理解简谐运动的条件,学会鉴别简谐运动; 3.掌握简谐运动中相对于平衡位置的位移、速度、回复力和加速度的变化规律。(二)能力目标: 1.通过对物理现象的观察、分析、讨论和归纳,培养学习物理的科学的方法; 2.通过对简谐运动的认识,培养对忽略次要因素、突出主要矛盾的理想化方法的 页脚内容8

高中物理:《简谐运动》教学设计

高中物理-《简谐运动》教学设计 一、设计思路 人教版老教材从动力学特征的角度定义简谐运动,不符合学生用运动学特征对质点运动进行分类的认知习惯。人教版新教材把“位移与时间的关系遵从正弦函数规律的振动”称为简谐运动,尊重学生的认知规律,有利于简谐运动的教学。正因为如此,通过科学探究,让学生认识弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线,是本节课教学的关键所在。 本节课的教学以“探究弹簧振子的振动图象”为线索而展开,将学生的认知过程和探究过程合理链接,实现了物理知识和科学方法、定性探究和定量探究、实验探究和理论探究的有机融合,让学生在学习物理知识的同时应用物理思想方法,体验科学探究的一般过程:“提出问题→制定方案→收集数据→处理数据→猜想结论→分析论证→得出结论→误差分析”。 本节课的实验探究和理论探究都是教师引导下的学生探究,主要引导方式:问题链。两个探究实验分别是水摆和模拟频闪照片。设计水摆实验的目的是:(1)定性验证学生对振动图像图样的猜想;(2)让学生理解振动图象“时间轴”的展开过程。设计模拟频闪照片实验的目的是:(1)让学生体验利用图象处理数据的方法;(2)让学生经历利用假设法定量论证振动图象函数性质的过程。水摆是用饮料瓶制作而成的,实验中利用毛笔书法水写布代替照相机的底片。模拟频闪照片的实验原理也很简单,就是利用视频播放软件获得弹簧振子振动视频的每一帧照片,根据照片记录不同时刻振子的位移并绘制振动图像。从实验结果上看,这两个实验都没有利用位移传感器精确,但这样做可以让学生建立一种观点:科学探究并不是遥不可及的,它不一定要借助很先进的工具和仪器,最简单易行的方法也是好方法。 二、教学目标 1.知识与技能 (1)知道弹簧振子理想模型和简谐运动的运动学定义; (2)知道弹簧振子的振动图象是一条正弦曲线,并理解振动图象的物理意义; (3)理解振动图象“时间轴”的展开过程,会将底片的位移转换成振动时间。2.过程与方法 (1)引导学生经历探究“弹簧振子振动图象”的过程,发展学生“猜想假设”、“设计实验”、“处理数据”、“分析论证”和“误差分析”的能力,培养学生思维的灵活性和

高中物理教案示例[简谐运动的图像].

教案示例 一、素质教育目标 (一)知识教学点 1、知道振动图像的物理含义。 2、知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线。 3、能根据图象知道振动的振幅、周期和频率。 (二)能力训练点 1、学会用图象法、列表法表示简谐运动位移随时间变化规律,提高运用工具解决物理问题的能力。 2、分析简谐运动图像所表示的位移,速度、加速度和回复力等物理量大小及方向变化的规律,培养抽象思维能力。 (三)德育渗透点 1、描绘简谐运动的图像,培养学生认真、严谨、实事求是的科学态度。 2、从图像了解简谐运动的规律,培养学生分析问题的能力,以及审美能力(逐步认识客观存在着简洁美、对称美等)。 二、重点、难点、疑点及解决办法 1、重点 (二)简谐运动图像的物理意义。 (2)简谐运动图像的特点。 2、难点 (1)用描点法画出简谐运动的图像。 (2)振动图像和振动轨迹的区别。 (3)由简谐运动图像比较各时刻的位移、速度、加速度和回复力的大小及方向。 3、疑点 能用正弦(或余弦)图像判定一个物体的振动是否是简谐运动。 4、解决办法 (1)通过对颗闪照相的分析,利用表格,通过作图比较,认识简谐运动的特点。 (2)复习数学中的正弦(或余弦)图像知识;比较几种典型运动(匀速直线运动,匀加速、匀减速直线运动)的图像与简谐运动图像的区别。

三、课时安排 1课时 四、教具、学具准备 自制幻灯片、幻灯机(或多媒体课件)、音叉(带共鸣箱)(附小槌、灵敏话筒、示波器)。 五、学生活动设计 1、学生观看多媒体课件,观察振子的简谐运动情况及其频闪照片、位移一时间变化表格。 2、学生根据表格画出s-t图 3、学生分组讨论,确定振子在各时刻的位移、速度、回复力和加速度的方向。 六、教学步骤 (一)明确目标 (略) (二)整体感知 理解简谐运动图像的物理意义是认识简谐运动规律的关键。 (三)重点、难点的学习与目标完成过程 [导入新课] 提问 1、在匀速直线运动中,设开始计时的那一时刻位移为零,则运动的位移图像是一条什么线? (是一条过原点的直线) 2、在匀变速直线运动中,设开始计时的那一时刻位移为零,则运动的位移图像是一条什么线? (根据s=at2,运动的位移图像是一条过原点的抛物线) 那么,简谐运动的位移图像是一条什么线? [新课教学] 多媒体课件(或幻灯)显示。观察气垫导轨上弹簧振子的振动情况,这是典型的简谐运动。 观察振子从离平衡位置最左侧20mm处向右运动的1/2周期内频闪照片,以及接

人教课标版高中物理选修3-4:《简谐运动》教案-新版

《简谐运动》教学设计 【教材分析】 本节是人教版选修3-4第十一章《机械振动》第一节《简谐运动》。机械振动是较复杂的机械运动,振动的知识在实际生活中有很多应用(如心电图、核磁共振仪、地震仪、钟摆等),可以使学生联系实际,扩大知识面;同时,也是以后学习波动知识的基础。因此,学好此章内容,具有承上启下的作用。《简谐运动》是《机械振动》这一章中最基本而又最重要的一节,是全章的基础。 本节课首先通过学生身边和生活中实际的例子引出振动的概念;而后从简单到复杂、从特殊到一般的思路,从运动学的角度认识弹簧振子,通过手机拍摄频闪照片的方法得出弹簧振子的图象;再通过分析揭示出弹簧振子的位移-时间图象是正弦式曲线,然后从其运动学特征给出了简谐运动的定义,并进一步引导学生认识简谐运动是一种较前面所学的直线运动、曲线运动更复杂的机械运动;最后回归生活和应用举例,使学生知道机械振动是一种普遍的运动形式。 【学情分析】 现阶段高二的学生已具有运动学和动力学的基本知识,对高中物理的学习要求和方法已具有一定的认识,但在大小和方向都做周期性变化的力的作用下的物体运动还是第一次遇到,对这种运动模式的运动形式没有抽象认识;很难对较为复杂的运动有清晰的认识。为此,如何帮助他们建立合理的简谐运动情景是教学的关键。心理学研究表明,在学生的学习中调动眼、耳、口等各种感觉器官共同参与学习过程,则学习效率将得到极大的提高;而建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本要素是“情景创设”、“协商会话”和“信息资源提供”。为此在课堂教学上首先通过实验演示给学生以直观的感受,创设学习的良好情景;再引导学生观察、思考、讨论得出初步的简谐运动规律,然后再次通过观察、思考、讨论得出正确而科学的结论。由此培养学生的观察能力、空间想象能力、协同学习的能力和科学的思维能力,使学生的学习过程变得轻松而高效,并且同步培养学生自主学习的能力,为学生的可持续发展提供必要的训练。 【核心素养】 通过《简谐运动》的学习过程,让学生经历从生活实例到物理模型的过程,激发学生学习的积极性和主动性,引起应用物理解决实际问题的好奇与向往。

简谐运动的描述物理教案

简谐运动的描述物理教案 教学目标: 1.知识与技能 (1)知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。理解周期和频率的关系。 (2)知道振动物体的固有周期和固有频率,并正确理解与振幅无关。 (3)理解振动图像的物理意义,能利用图像求振动物体的振幅、周期及任意时刻的位移;会将振动图像与振动物体在某时刻位移与位置对应,并学会在图象上分析与位移x有关的物理量。(4)知道简谐运动的公式表示X=Asinwt,知道什么是简谐运动的圆频率,知道简谐运动的圆频率和周期的关系。 2.过程与方法:观察砂摆演示实验中拉动木板匀速运动,让学生学会这是将质点运动的位移按时间扫描的基本实验方法。 3.渗透物理方法的教育:提高学生观察、分析、实验能力和动手能力,从而让学生知道实验是研究物理科学的重要基础。 教学重点:振幅、周期和频率的物理意义;简谐运动图象的物理意义 教学难点:理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关;振动图象与振动轨迹的区别;圆频率与周期的关系 教学器材:弹簧振子,音叉,课件;砂摆实验演示:砂摆、砂子、玻璃板(或长木板)

教法与学法:实验观察、讲授、讨论,计算机辅助教学 教学过程设计: 第一课时 1.新课引入 上节课讲了简谐运动的现象和受力情况。我们知道振子在回复力作用下,总以某一位置为中心做往复运动。现在我们观察弹簧振子的运动。将振子拉到平衡位置O的右侧,放手后,振子在O点的两侧做往复运动。振子的运动是否具有周期性? 在圆周运动中,物体的运动由于具有周期性,为了研究其运动规律,我们引入了角速度、周期、转速等物理量。为了描述简谐运动,也需要引入新的物理量,即振幅、周期和频率。 板书二振幅、周期和频率(或投影) 2.新课讲授 实验演示:观察弹簧振子的运动,可知振子总在一定范围内运动。说明振子离开平衡位置的距离在一定的数值范围内,这就是我们要学的第一个概念——振幅。 板书1、振动的振幅 在弹簧振子的振动中,以平衡位置为原点,物体离开平衡位置的距离有一个最大值。如图所示(用投影仪投影),振子总在AA’间往复运动,振子离开平衡位置的最大距离为OA或OA’,我们把OA或OA’的大小称为振子的振幅。 板书(1)、振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离。

简谐运动-教学设计

简谐运动教学设计 一、设计思路 简谐运动是中学物理学习中一种重要的运动形式,也是最简单的一种机械振动的形式。在通常的教学过程中,采用的是实验引入分析的方法,演示弹簧振子的运动,定性分析它在运动过程中的受力、加速度的大小和方向、速度的大小和方向、位移大小和方向的变化,继而定量分析弹簧振子受力与位移的关系,从而得到简谐运动的特点和定义,在此基础上定义简谐运动的周期、振幅等物理量。我们认为这样的教学过程虽然从实验的角度将简谐运动进行了演示,并从中得到了一些结论,但是整个教学过程是在行为主义教学理论指导下进行的,强调的是教师的讲解和学生的接受,忽略了学生的主动发现过程。因此,我将教学过程和内容安排做了一些调整,引导和指导学生通过自己的努力去发现问题,并得到一些规律和概念性的知识。从对圆周运动的研究开始,利用几何画板描绘做匀速圆周运动的质点在Y轴上投影点的“位置—时间”关系图像,继而在虚拟实验软件上描绘出弹簧振子的“位置—时间”关系图像,通过比较,寻找二者的关系,最后利用真实的演示实验验证所得结论。至于描述简谐运动的物理量──周期和振幅,可以指导学生结合对匀速圆周运动的研究进行独立探究式学习。在整个教学过程中充分利用几何画板提供的平台支持演示、描述知识,温故“问”新,努力提高学生的思维水平。 二、教学过程 1.简谐运动特点 (1)研究匀速圆周运动。 演示做匀速圆周运动的质点在Y轴上的投影点运动轨迹,并描绘出该点位置随时间变化的关系图像(图1)。引导学生观察图像形式,并根据数学知识,初步猜测其对应的函数形式。 点评从匀速圆周运动开始本节课是一个很好的创意,对学生后面进行探究学习开了一个好头。但是如果这里一开始不显示“Y轴上的投影点运动位置与时间关系图像”,而是让学生想象讨论后给出答案,对学生的思维拓展及本节课后面学习会更有帮助。 (2)虚拟演示弹簧振子的运动。

人教版高中物理选修3教案 简谐运动

简谐运动 教学目的 (1)了解什么是机械振动、简谐运动 (2)正确理解简谐运动图象的物理含义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。 2.能力培养通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力 教学重点:使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律 教学难点:偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆;在一次全振动中速度的变化 课型:启发式的讲授课 教具:钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源 教学过程(教学方法) 教学内容 [引入]我们学习机械运动的规律,是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请举例说明什么样的运动就是振动? [讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验,注意边看边想:物体振动时有什么特征? [演示实验](1)一端固定的钢板尺[见图1(a)](2)单摆[见图1(b)] (3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上的塑料球[见图1(e)]

{提问}这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? {归纳}物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 2.简谐运动 简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 (1)弹簧振子 演示实验:气垫弹簧振子的振动 [讨论] a.滑块的运动是平动,可以看作质点 b.弹簧的质量远远小于滑动的质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子 c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力是根据力的效果命名的,对于弹簧振子,它是弹力。 回复力可以是弹力,或其它的力,或几个力的合力,或某个力的分力。 在O点,回复力是零,叫振动的平衡位置。 (3)简谐运动的特征 弹簧振子在振动过程中,回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。在研究机械振动时,我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。 3、简谐运动的位移图象——振动图象 简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢?简谐运动的位移指的是什么位移?(相对平衡位置的位移)

高中物理第十一章机械振动第1节简谐运动教学案人教版4

第1节简谐运动 1.平衡位置是振子原来静止的位置,振子在其附近 所做的往复运动,是一种机械振动,简称振动。 2.如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的 规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线, 这样的振动叫做简谐运动,它是一种最简单、最基 本的振动,是一种周期性运动。 3.简谐运动的位移一时间图像表示质点离开平衡 位置的位移随时间变化的关系,而非质点的运动轨 迹。由该图像可以确定质点在任意时刻偏离平衡位 置的位移和运动情况。 一、弹簧振子 1.弹簧振子 图11-1-1 如图11-1-1所示,如果球与杆或斜面之间的摩擦可以忽略,且弹簧的质量与小球相比也可以忽略,则该装置为弹簧振子。 2.平衡位重 振子原来静止时的位置。 3.机械振动 振子在平衡位置附近所做的往复运动,简称振动。 二、弹簧振子的位移—时间图像 1.振动位移 从平衡位置指向振子某时刻所在位置的有向线段。 2.建立坐标系的方法 以小球的平衡位置为坐标原点,沿振动方向建立坐标轴。一般规定小球在平衡位置右边

(或上边)时,位移为正,在平衡位置左边(或下边)时,位移为负。 3.图像绘制 用频闪照相的方法来显示振子在不同时刻的位置。 三、简谐运动及其图像 1.定义:如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。 2.特点:简谐运动是最简单、最基本的振动,其振动过程关于平衡位置对称,是一种往复运动。弹簧振子的运动就是简谐运动。 3.简谐运动的图像 (1)形状:正弦曲线,凡是能写成x=A sin(ωt+φ)的曲线均为正弦曲线。 (2)物理意义:表示振动的质点在不同时刻偏离平衡位置的位移,是位移随时间的变化规律。 1.自主思考——判一判 (1)平衡位置即速度为零时的位置。(×) (2)平衡位置为振子能静止的位置。(√) (3)振子的位移-5 cm小于1 cm。(×) (4)简谐运动的轨迹是一条正弦(或余弦)曲线。(×) (5)简谐运动是一种匀变速直线运动。(×) 2.合作探究——议一议 (1)简谐运动与我们熟悉的匀速运动比较,速度有何不同的特点?如何判断一个物体的运动是不是简谐运动? 提示:简谐运动与匀速运动的区别在于其速度大小、方向都不断变化,只要质点的位移随时间按正弦规律变化,则这个质点的运动就是简谐运动。 (2)如图11-1-2所示为振子的位移—时间图像,振子的位移—时间图像就是振子的运动轨迹吗? 图11-1-2

简谐运动教学设计方案(优选.)

《简谐运动》教学设计方案【总体规划】

【教学过程】 引入 根据加速度特点,对学过的运动进行分类,引入本课课题。 一、弹簧振子 1.弹簧振子概念 把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在光滑的杆上,能够自 由滑动,两者之间的摩擦可以忽略,弹簧的质量与小球相比也可以忽略,这样的系统称为弹簧振子。 小球原来静止时的位置叫平衡位置。 2.建立研究振子运动的一维坐标系 小球的平衡位置为坐标原点O ,沿着它的振动方向建立坐标轴,小球在平衡位置的右边 时它对平衡位置的位移为正,在左边时为负。 今后研究振动时所说的位移,都是相对于平衡位置的位移。 二、对弹簧振子位移—时间图象的探究 1.对弹簧振子位移—时间图象的猜想 (1)分组实验:初步观察弹簧振子运动,定性画出弹簧振子位移—时间图象。 (2)选几种典型图象让学生画在黑板上进行比较。 (3)继续实验:进一步观察振子运动,看象黑板上哪一种图象。 (4)根据数学知识,对弹簧振子位移—时间图象作出猜想——正弦曲线。 2.对弹簧振子位移—时间图象猜想的实验检验 (1)实验设计 ●师生共同回顾数学中的正弦曲线。 师:我们一起来看,下面是数学中作正弦曲线的图,这个圆叫什么? (单位圆) 师:图中x 、y 在单位圆中的几何意义是什么? ( x 是单位圆的半径与起始边成的圆心角,y 是半径另一端点的纵坐标值) a ≠ a =0 匀速直线 a 不变 a 改变 大小不变、方向改变(匀速圆周运动) 大小和方向都改变(?本课将研究其中一种简单、和谐的运动) 匀变速直线(自由落体) 匀变速曲线(平抛运动) a

师:下面我们通过一个情境来赋予它们物理意义。 ●创设情景,将数学图象转化为位移—时间图象。 师:数学图象和我们要检验的位移—时间图象,坐标轴的最大不同是什么? (横坐标轴。数学图象中横坐标轴表示圆心角,x-t图象中横坐标轴表示时间t。) 师:是否能找到一种运动,既涉及到圆心角,而且圆心角还跟时间成正比? (匀速圆周运动) 师:我们是否可以通过匀速圆周运动,把圆心角坐标轴转换为时间t坐标轴? (通过讨论、引导得出:一个质点沿单位圆以角速度ω做匀速圆周运动,将其横坐标轴 圆心角写成ωt,只要把横坐标除以ω,坐标轴就是时间t,原来的圆心角标度2π,现在成 了周期T。这样就把圆心角坐标轴转换成时间t坐标轴) 师:因此,一个质点作做匀速圆周运动,其半径在纵坐标轴(或横坐标轴)上的投影y (或x)随时间的的变化关系是遵从正弦曲线规律的。我们就可以根据这个结论对刚才的猜 想进行检验。 ●设计实验装置 根据上述结论,如果猜想是正确的,再使物体做匀速圆周运动的半径等于弹簧振子的最 大位移,而且两个运动周期相同,那么,匀速圆周运动物体在x坐标轴上投影的运动跟弹簧 振子的运动,应该是完全一致的。因此,我们可以设计一个实验,将这两个运动进行比对。 气垫导轨上的滑块和弹簧组成了一个水平振动的弹簧振子,匀速转盘上有一个绒毛球, 绒毛球在竖直平面上做匀速圆周运动。用实验来检验,绒毛球的水平位移跟弹簧振子的位移 是否能保持时时刻刻相等。 (2)进行实验和分析论证 ●观察实验现象 激光始终沿竖直方向射出,使圆盘转动轴O1位于弹簧振子 平衡位置O的正上方,调节匀速转盘的周期跟弹簧振子的 周期相等,且弹簧振子的最大位移等于绒毛球做匀速圆周运 动的半径。在绒毛球到达和O1同一水平面时使释放振子让

高中物理-《简谐运动》教学设计

高中物理-《简谐运动》教学设计 一、教学内容分析 简谐运动是高二物理第十一章机械振动第一节内容,也是本章的重点内容;本节内容是在学生学习了运动学、动力学及功和能的知识后而编排的,是力学的一个特例。机械振动是一种比较复杂的机械运动形式,对它的研究为以后学习电磁振荡、电磁波和光的本性奠定了知识基础。此外,机械振动的知识与人们的日常生活、生产技术和科学研究有着密切的关系,因此学习这部分知识有着广泛的现实意义。 简谐运动是匀速直线运动、匀变速直线运动和匀速圆周运动之后学生接触的又一种运动类型,从局部来看,简谐运动是变加速直线运动,从整体来看,简谐运动同匀速圆周运动一样是一种周期运动。因此,简谐运动是以往所学知识的一次大综合,它的运动是比较复杂的。同时简谐运动又是后面学习“波动”的基础。因此,学好简谐运动,掌握它的运动特点,搞清楚它与其它运动的联系与区别是非常重要的。 二、教学对象分析 刚升入高二的学生思维具有单一性、定势性,他们习惯于分析恒力作用下物体的单程运动,对振动过程的分析,学生普遍会感到有些困难,因此对变力作用下来回运动的振动过程的多量分析成为本节的教学难点。教学时要密切联系旧有的知识,引导学生利用演示和讲解,把突破难点的过程当成巩固和加深对旧有知识的理解应用过程,当成培养学生分析能力的过程,从而全面达到预期的教学目的和要求。 目前,学生学习物理的兴趣正在从直观—因果一概括认识转化,他们的思维也正在从形象向抽象转移,所以教学中通过演示使学生观察到振动的特点,运用类比引导学生建立理想模型,指导学生讨论振动中各物理量的变化规律,归纳出产生振动的原因,使学生全面理解教材。因此,这节课可采用综合运用直观演示、讲授、自学、讨论并辅以电教手段等多种形式的教学方法。教学中,加强师生间的双向活动,启发引导学生积极思维。由于本节内容中,要研究的物理量较多,教学容量大,教师要严格控制教学进度,顺利完成本节课的教学任务。 三、教学设计思想及策略 本节的特点之一是,第一次研究变力作用下产生变加速度的运动,这有助于学生对加速度概念的

简谐运动-教学设计公开课

人教版物理选修3-4第11章《机械振动》 专题11.1简谐运动 精选练习 一夯实基础 1.(2019·山东省临朐一中高二下学期月考)关于简谐运动,下列说法正确的是( ) A.位移的方向总指向平衡位置B.加速度方向总和位移方向相反 C.位移方向总和速度方向相反D.速度方向跟位移方向相同 【答案】B 【解析】:简谐运动的位移的初始位置是平衡位置,所以简谐运动中位移的方向总是背离平衡位置的,故A选项错误;加速度的方向总是指向平衡位置的,故B 选项正确;位移方向与速度方向可能相同,也可能相反。故C、D选项错误。2.一质点做简谐运动,则下列说法中正确的是( ) A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值 B.质点通过平衡位置时,速度为零,加速度最大 C.质点每次通过同一位置时,加速度不一定相同,速度也不一定相同

D.质点每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同 【答案】D 【解析】:若位移为负值,加速度一定为正值,而速度有两种可能的方向,所以速度不一定为正值,故A错误;质点通过平衡位置时,速度最大,加速度为零,故B错误。质点每次通过同一位置时,位移相同,加速度一定相同,而速度不一定相同,故C错误,D正确。 3.下列情形中不属于机械振动的是( ) A.水中浮标上下浮动 B.秋千的摆动 C.拨动后的琴弦 D.表针沿表盘转动 【答案】D 【解析】物体做机械振动时存在某一平衡位置,且物体在这一位置两侧往复运动,A、B、C选项中描述的运动均符合这一要求,D选项表针做圆周运动,它并不是在某一位置两侧往复运动,故D选项不属于机械振动。 4.(多选)从运动特点及运动的性质来看,简谐运动是一种( ) A.匀速运动 B.变速运动 C.匀变速运动 D.加速度不断变化的运动 【答案】B、D 【解析】由于简谐运动物体的位移随时间的变化规律为正弦规律,由此可得,该物

111简谐运动教案

. 简谐运动 一、教学目的 1、知识与能力: (1)认识弹簧振子 (2)通过观察和分析,理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦曲线,培养分析和概括能力; 2、过程与方法:经历对简谐运动运动学特征的探究过程,加深领悟用图像描绘运动的方法; 3、情感、态度、价值观:培养学习物理的兴趣,陶冶热爱生活的情操。 二、教学重点:简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义 三、教学难点:简谐运动位移——时间图像的建立 四、教具:水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。 五、教学过程 [引入]今天我们开始学习第十一章机械振动,第一节简谐运动(板书)。首先请大家欣赏一段古筝演奏。 问题1:古筝为什么能够发出声音?(琴弦的振动) 问题2:还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的?(小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等)振动在我们生活中十分常见 问题3:能不能再举例一些生活中类似这样的振动?(说话时声带振动等;剧烈而令人恐惧的振动——地震) 我们实验室也普遍存在这样的振动,请大家仔细观察,演示如:天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。在我们演示的振动中有水平方向的振动也有竖直方向的振动。 问题4:它们具有共同的特征是什么?(在某一中心位置来回运动,强化“往复”和“周期性”)我们把这个中心位置叫做平衡位置(原来静止的位置,标出竖直弹簧振子的平衡位置,把振动的物体叫做振子) 一、机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动。简称为振动 特点:往复性、周期性 简图示意: 实际的振动是非常复杂的,大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下,有些很快就停下来,有些振动的幅度正在减弱。为了研究的方便,我们. . 突出主要矛盾、忽略次要因素,不计一切阻力,简化为理想模型。我们把像这样由弹簧和振子构成的振动系统称为弹簧振子。弹簧振子将保持这个幅度永远运动下去。 二、弹簧振子:是理想模型 1、条件:振子看做质点;轻质弹簧;不计一切阻力 本章从最简单的开始研究,学习怎样描述振动,振动有什么性质。 我们以前学习过几种运动形式,如匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动。问题5:要描述一种运动,应该从哪些物理量着手?(位移、速度、加速度等) 本节课我们主要研究弹簧振子的位移与时间的关系。 2、振动位移:指由平衡位置指向某一振动位置的有向线段。(注意矢量方向的选取和表示方法,以竖直弹簧振子为例)

简谐运动的回复力和能量教案

第十一章机械振动 第三节简谐运动的回复力和能量 教学目标: (一)知识与技能 掌握简谐运动的定义;了解简谐运动的运动特征;掌握简谐运动的动力学公式;了解简谐运动的位移、速度、加速度、能量变化规律。 (二)过程与方法 引导学生通过实验观察,概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律,培养归纳总结能力。 (三)情感、态度与价值观 结合旧知识进行分析,推理而掌握新知识,以培养其观察和逻辑思维能力。 二、教学难点 1.重点是简谐运动的定义; 2.难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。 【提出问题】 物体做匀变速直线运动时,所受合力_________,方向___________; 物体做匀速圆周运动时,所受合力大小_______,方向与速度方向 ______并________, 物体做简谐运动时,所受合力有什么特点? 四:新课教学 一、简谐运动的回复力 1.振动形成的原因 水平弹簧振子的振动 如图所示,当把振子从静止的位置O拉开一小段距离到A再放开后,它为什么会在A-O-A'之间振动呢? (1)物体做机械振动时,一定受到指向__________的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫__________。 (2)回复力是根据力的________ (选填“性质”或“效果”)命名的。它可以是重力、弹力或摩擦力,或者几个力的合力,或某个力的分力。 (3)回复力的效果:把物体拉回到__________.当振子离开平衡位置后,振子所受的回复力总是使振子回到___________,这样不断进行下去,就形成了振动。 (4)方向:总是与位移x的方向相反,即总是指向__________. (5)表达式:F=________.即回复力与成正比___,“-”表明回复力与位移方向始终________,k是一个常数,由简谐运动系统决定.

《§1.1简谐运动》公开课教学设计

《§1.1简谐运动》公开课教学设计 授课教师:杨清泉授课班级:平山中学k二3 授课时间:2010-4-8星期四授课地点:物理实验室 (一)【教学目标】 知识与技能: 1.通过观察与分析,了解什么是机械振动。 2.掌握简谐运动回复力的特征。 3.掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的定性规律 过程和方法: 1、通过观察演示实验,概括出机械振动的特征,培养学生的观察、概括能力. 2、指导学生建立物理模型的科学方法,培养学生从实际问题中抽象出物理模型的能力。 情感、态度与价值观: 1、渗透物理学方法的教育,运用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型——弹簧振子,研究弹簧振子在理想条件下的振动。 2、把物理知识延伸到生活的应用中去,让学生亲自体会到物理的实用性,激发他们学习物理的热情。(二)【教学重点】 1.掌握简谐运动的回复力特征.2.简谐运动的相关运动物理量的变化规律 (三)【教学难点】 1.偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆. 2.在一次全振动中速度的变化. (四)【教学方法】 多媒体辅助教学、实验法(相关视频)、启发式的讲授课、讨论总结法、 (五)【教学教具】 多媒体课件、气垫弹簧振子、乒乓球、橡皮筋、铁架台、 (六)【新课过程】 一、导入新课 由一颗乒乓球说起物体运动状态: a:匀速直线运动;b:由静止释放——自由落体;c:水平抛出——平抛 d:线拉住在水平面内转动——匀速圆周运动 提问:若将系在铁架台上的乒乓球向下拉——运动特点? 二、新课教学 (一)机械振动 1.定义:物体在平衡位置附近做往复运动,简称振动。(P3) 2.特点:a:有一平衡位置(即做机械振动的物体静止时所处的位置)b:往复运动(平 衡位置附近) 1):学生举例:………… 2):教师举例演示:[演示实验] 图1(a)一端固定的钢板尺图1(b)单摆

第一节 简谐运动(最新教案)

第一节简谐运动 教学目标: (一)知识与技能 1、知道什么是弹簧振子,理解振动的平衡位置和位移。 2、知道弹簧振子的位移-时间图象,知道简谐运动及其图象。 (二)过程与方法 通过对简谐运动图象的绘制,认识简谐运动的特点。 (三)情感、态度与价值观 1、通过对简谐运动图象的绘制,培养认真、严谨、实事求是的科学态度。 2、从图象中了解简谐运动的规律,培养分析问题的能力及审美能力(逐步认识客观存在的简洁美、对称美等)。 教学重点: 理解简谐运动的位移-时间图象。 教学难点: 根据简谐运动的图象弄清各时刻质点的位移、路程及运动方向。 教学方法: 实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示 教学用具: 一端固定的钢尺、单摆、音叉、小槌、水平弹簧振子、竖直弹簧振子、CAI 课件 教学过程: (一)引入新课 在自然界中有一种很常见的运动,如微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、水中浮标的上下浮动、担物行走时扁担的颤动、声带的振动、地震时大地的剧烈振动……,这些物体的运动称之为机械振动,简称振动。振动是自然界中普遍存在的一种运动形式。 (演示振动实例,建立振动的概念,归纳振动的特点) 演示:一端固定的钢尺、单摆、水平和竖直的弹簧振子、穿在橡皮绳上的塑料球、音叉的叉股等物体的振动 问题:这些物体的运动各不相同,运动轨迹有的是直线,有的是曲线;运动方向

有的在水平方向,有的在竖直方向;物体各部分的运动情况有的相同、有的不同……,那么它们的运动有什么共同特征呢? 归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动。 物体振动时有一个中心位置,如琴弦振动的中心位置就是琴弦静止时或未开始振动时的位置。这个位置称为平衡位置。 (1)平衡位置:物体振动时的中心位置,振动物体未开始振动时相对于参考系静止的位置。 (2)机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称为振动。 (3)振动特点:振动是一种往复运动,具有周期性和往复性。 (用多媒体展示振动的几个实例,在多媒体展示过程中强化“平衡位置”和“往复运动”) 教师:振动是一种新的运动形式。我们研究问题的方法都是由浅入深、由简到繁的。简谐运动是机械振动中最简单的运动形式,所以我们下面先来研究简谐运动。 (二)新课教学 1、弹簧振子 演示:水平放置的弹簧振子的振动。 观察、分析、讨论: ①小球原来静止的位置就是平衡位置。小球在平衡位置附近所做的往复运动,是一种机械振动。 ②小球的运动是平动,小球可以看作质点。 ③忽略小球与水平杆之间的摩擦,弹簧的质量与小球质量相比也忽略不计,将小球拉离平衡位置后由静止释放,小球能够自由滑动。这样的系统称为弹簧振子。 演示:竖直方向上弹簧振子的振动。 (引导学生观察、体会弹簧振子的“平衡位置”和“往复运动”,增强感性认识。)

简谐运动教案

简谐运动 一、教学目的 1、知识与能力: (1)认识弹簧振子 (2)通过观察和分析,理解简谐运动的位移——时间图像是一条正弦曲线,培养分析和概括能力; 2、过程与方法:经历对简谐运动运动学特征的探究过程,加深领悟用图像描绘运动的方法; 3、情感、态度、价值观:培养学习物理的兴趣,陶冶热爱生活的情操。 二、教学重点:简谐运动位移——时间图像的建立及图像的物理含义 三、教学难点:简谐运动位移——时间图像的建立 四、教具:水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、振铃、托盘天平、物体平衡仪、音叉、乒乓球等。 五、教学过程 [引入]今天我们开始学习第十一章机械振动,第一节简谐运动(板书)。首先请大家欣赏一段古筝演奏。 问题1:古筝为什么能够发出声音(琴弦的振动) 问题2:还有哪些乐器是靠琴弦的振动发出声音的(小提琴、大提琴、吉他、二胡、琵琶等) 振动在我们生活中十分常见 问题3:能不能再举例一些生活中类似这样的振动(说话时声带振动等;剧烈而令人恐惧的振动——地震) 我们实验室也普遍存在这样的振动,请大家仔细观察,演示如:天平指针的振动、音叉的振动、单摆的振动、水平弹簧振子、竖直弹簧振子。在我们演示的振动中有水平方向的振动也有竖直方向的振动。 问题4:它们具有共同的特征是什么(在某一中心位置来回运动,强化“往复”和“周期性”) 我们把这个中心位置叫做平衡位置(原来静止的位置,标出竖直弹簧振子的平衡位置,把振动的物体叫做振子) 一、机械振动:物体在平衡位置附近所做的往复运动。简称为振动 特点:往复性、周期性 简图示意: 实际的振动是非常复杂的,大家已经观察到刚刚的振动在阻力的作用下,有些很快就停下来,有些振动的幅度正在减弱。为了研究的方便,我们

2019-2020年高中物理 1.1 简谐运动教案1 教科版选修3-4

2019-2020年高中物理 1.1 简谐运动教案1 教科版选修3-4 知识目标 1.知道什么是机械振动; 2.知道简谐运动的含义。 能力目标: 1.掌握简谐运动的动力学公式; 2.掌握简谐运动回复力的特征; 3.掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)。 情感目标 1.培养学生通过实验总结规律的能力. 2.培养学生利用所学知识解释生活中的自然想象,激发学生学习物理的兴趣. 重点难点 重点: 使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律.回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。 难点: 偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆,这是难点.在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂,比较困难。 教学过程 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请同学举例说明什么样的运动是振动? 说明微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。 演示几个振动的实验,要求同学边看边想:物体振动时有什么特征? (1)一端固定的钢板尺 (2)单摆 (3)弹簧振子

(4)穿在橡皮绳上的塑料球 提出问题:这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? 在同学回答的基础上归纳出:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 明确:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动,叫做机械振动 2.简谐运动 指出简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 (1)弹簧振子 演示气垫弹簧振子的振动。 通过同学的观察、分析、讨论得到: ①滑块的运动是平动,可以看作质点。 ②弹簧的质量远远小于滑块的质量,可以忽略不计。 明确:一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子。 ③没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。 说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。 (2)弹簧振子为什么会振动? 提出问题:当把振子从它静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后,它为什么会在B—O—C之间振动呢? 要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。 引导同学分析振子受力及从B→O→C→O→B的运动情况,突出弹力的方向及在O点振子由于惯性继续运动。 归纳得到:物体做机械振动时,一定受到指向中心位置的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的,对于弹簧振子,它是弹力。 说明回复力可以是弹力,或其它的力,或几个力的合力,或某个力的分力。 在O点,回复力是零,叫振动的平衡位置。 (2)简谐运动的特征

《简谐运动》教案设计

第一节简谐运动 知识目标 1.知道什么是机械振动; 2.知道简谐运动的含义。 能力目标: 1.掌握简谐运动的动力学公式; 2.掌握简谐运动回复力的特征; 3.掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)。 情感目标 1.培养学生通过实验总结规律的能力. 2.培养学生利用所学知识解释生活中的自然想象,激发学生学习物理的兴趣. 重点难点 重点: 使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律.回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。 难点: 偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆,这是难点.在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂,比较困难。教学过程 1.机械振动 振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请同学举例说明什么样的运动是振动? 说明微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。 演示几个振动的实验,要求同学边看边想:物体振动时有什么特征? (1)一端固定的钢板尺 (2)单摆

(3)弹簧振子 (4)穿在橡皮绳上的塑料球 提出问题:这些物体的运动各不相同:运动轨迹是直线的、曲线的;运动方向水平的、竖直的;物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征? 在同学回答的基础上归纳出:物体振动时有一中心位置,物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动是机械振动的简称。 明确:物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动,叫做机械振动 2.简谐运动 指出简谐运动是一种最简单、最基本的振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动。 (1)弹簧振子 演示气垫弹簧振子的振动。 通过同学的观察、分析、讨论得到: ①滑块的运动是平动,可以看作质点。 ②弹簧的质量远远小于滑块的质量,可以忽略不计。 明确:一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧的另一端固定,就构成了一个弹簧振子。

高中物理《简谐运动》优质课教案、教学设计

选修3-4 11.1《简谐运动》教学设计 一、本节教材分析 简谐运动是最简单、最基本、最有规律性的机械振动,通过学习,使学生既了解到机械振动的基本特点,又体会到振动这种运动形式较直线运动、曲线运动都要复杂. 在本节教材中研究弹簧振子的振动情况时,忽略了摩擦力和弹簧的质量,应让学生认真 领会这种理想化的方法. 二、教学三维目标 (一)知识与技能 1.知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动,了解简谐运动的若干实例. 2.理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况. 3.知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动. (二)过程与方法 1.通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析,知道各物理量之间有密切的相互依存关系,学会用联系的观点来分析问题. 2.本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析,得到了有关简谐运动的一般规律性的结论,使学生知道从个别到一般的思维方法. (三) 情感态度与价值观 1.通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学,使学生认识到回复力和惯性是矛盾的两个对立面,正是这一对立面能够使物体做简谐运动. 2.通过对简谐运动的分析,使学生知道各物理量之间的普遍联系 三、教学重点 1.什么是简谐运动. 2.简谐运动中回复力的特点. 3.简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律. 四、教学难点 物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律. 五、教学方法 1.关于机械振动概念的得出,采用实验演示、多媒体展示、阅读、归纳等综合教法.

2.关于弹簧振子和简谐运动规律的教学,采用多媒体模拟展示,结合运动学、动力学相关公式推导表对比等教学方法. 六、教学过程设计 首先用多媒体出示本节课的教学目标 (一)同学们观察动画: 蝴蝶翅膀的振动,小提琴发声实验演示:弹簧的下面挂着一个小球,拉动小球时,小球的运动 提出问题:(让学生思考并回答) 1、蝴蝶翅膀的振动和小球的运动有什么共同特点?(都在平衡位置附近做往复运动) 2、它们为什么会做这样的运动?(受到外力的作用) 从而得出机械振动的概念: 物体在平衡位置附近所做的往复运动,叫做机械振动,通常简称振动。 用多媒体演示:水平方向连接弹簧的小球和物块的振动 提出问题(让学生思考并回答) 1.小球和物块谁振动的时间长,为什么?(物块振动的时间长。小球受到摩擦阻力大,物块受到摩擦阻力小) 2.如果物块受到的摩擦阻力更小,其结果如何?(振动的时间会更长) 3、如果摩擦阻力忽略不计,弹簧的质量也忽略,结果如何?(将一直振动下去) 从而得出弹簧振子是个理想化的物理模型。它理想就理想在: 1、物块与水平面间的摩擦忽略不计 2、弹簧的质量比物块的质量小得多也忽略不计 (二) 多媒体演示横向弹簧振子 提出问题:弹簧振子为什么会做这样的往复运动呢? 通过受力分析,让学生总结出:振子在竖直方向上受到的重力和支持力相互平衡,所以影响振子运动的只有弹簧弹力弹力的方向始终指向平衡位置,它的作用就是使振子返回到平衡位置。 根据作用效果把它叫做回复力 (三)再次演示横向弹簧振子的运动 提出问题:(学生思考并回答问题) 振子在振动过程中,回复力和位移有什么样的关系? 通过分析得出:

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