【教学目标】
1、知识与技能:
(1)了解什么是机械振动、
(2)理解平衡位置、回复力、简谐运动的概念.
(3)掌握弹簧振子在一次全振动的过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)
2、过程与方法:
(1)通过观察演示实验,概括出机械振动的特点,培养学生的观察概括能力
(2)通过相关物理量变化规律的学习,培养学生的分析、推理能力
3、情感态度与价值观:
(1)渗透物理学方法的教育,运用理想化的方法,突出主要因素,忽略次要因素,抽象出物理模型—弹簧振子
(2)培养学生通过实验总结规律的能力.
【教学重点】使学生掌握简谐运动的回复力特征及在一次全振动中相关物理量的变化规律
【教学难点】.简谐运动回复力的特点,偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆。
【学情分析】
在学生已学习物体运动规律的基础上认识振动并不困难,但要认识简谐振动的特点比较困难,所以应用视频和模拟实验以降低学生的困难。
【教学方法】实验、观察与总结
【教具】多媒体及课件、铁架台、单摆、竖直弹簧振子
【教学方法】实验、观察、归纳、讲授
【教学过程】
(一)新课引入: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——机械振动。
(二)进行新课
1、机械振动
振动是自然界中普遍存在的一种运动形式,请同学们举例说明什么样的运动是振动?
[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)单摆 (2)竖直方向上的弹簧振子
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。
以琴弦振动为例说明振动的平衡位置与回复力的概念
板书:(1)物体在中心位置两侧做往复运动物体做机械振动
(2)回复力:物体受到的总是指向平衡位置的力,根据力的效果命名的。
(3) 振动的平衡位置:回复力为零的位置。
2、弹簧振子
(1)介绍弹簧振子模型
(2)视频观察:演示实验《气垫上弹簧振子的振动》
[讨论] a.滑块在运动过程中是否可以将滑块看成质点?
b.为什么实验要在气垫上进行?
C、当把振子从平衡位置O点拉开一小段距离到A点释放,为什么振子会在A-O-A’之间往复运动?(要求同学利用学过的知识分析、思考)
归纳:振子做机械振动时,受到总是指向中心位置的弹力作用,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力提供回复力。
问:弹簧振子振动时,回复力与位移是什么关系?
归纳同学的回答得到:根据胡克定律,弹簧振子的回复力与位移成正比,与位移方向相反。F=-kx
说明式中F为回复力;x 为偏离平衡位置的位移;k是常数,对于弹簧振子,k是劲度系数,对于其他物体的简谐运动,k是别的常数;负号表示回复力与位移的方向总相反。
3、简谐运动
(1)定义:物体在跟位移大小成正比,并且总指向平衡位置的力作用下的振动,叫做简谐运动。
指出最简单、最基本的振动,弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。
(2)运动特点:变加速运动;周期性、对称性
(3)动力学特点:所受的回复力大小与位移大小成正比,方向与位移方向相反即F=-kx
(4)简谐运动中的能量转化特点
4、“讨论与交流”:振子在一次全振动中弹簧弹力F、偏离平衡位置的位移x、加速度a、速度V、动能Ek、弹性势能Ep的大小变化情况。
(三)课堂练习(以投影方式呈现)
(四)课堂小结
本节学习了机械振动的概念,理解弹簧振子模型及其所做的运动叫做简谐运动,结合弹簧振子的运动理解简谐振动的运动特点。
(五)布置作业:课文
板书设计 第1节 简谐运动
1、机械振动:平衡位置附近的往复运动
2、弹簧振子(1)定义(2)理想化模型
3、简谐振动:
(1)定义(2)运动特点(3)受力特点(4)能量转化特点