高一物理简谐运动教案.doc

第一节：简谐运动
一．知识目标
　　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，知道研究简谐运动运动的意义。
二．能力目标
1． 通过对简谐运动中各物理量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，学习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。
3． 学习分析简谐运动的实例，提高学生理论联系实际的能力。
三．德育目标
1． 通过对简谐运动运动的分析，从对称美、简谐美的角度对同学进行美育教育。
2． 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。
四．教学重点
1． 简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律
2． 简谐运动中加重复力的特点，尤其是位移的特点。
五．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
六．教学过程
引入：
1. 在附有定滑轮的木板上放一辆小车，下边用钩码拉动其在木板上运动。
2. 在弹簧下端挂一个小球，拉一下小球，使它运动。
比较：1中的小车做的是直线运动，没有往复、而2中的小球做的是往复运动，本节课我们就来研究类似于2中小球所做的往复运动。
新课教学：
树梢在微风中摇摆、突发的地震、钟摆的摆动、水中浮标的上下浮动。这些运动有一个共同的特性，那就是运动的对称性，即物体的运动有一中心位置，运动又具有重复性，即物体在中心位置两侧往复运动。
A
B
O
同学们能否再举出一些这样的例子：音叉发生时所做的振动、担物行走时扁担的振动、锣、鼓的振动发声。
再比如：如图所示：像这样的物体沿直线或弧线，在平衡位置附近做往复运动叫做机械振动，简称振动。
那么物体在什么条件下才能做上述的运动呢？
1. 物体受到一个指向平衡位置的力的作用
2. 振动中物体所受的阻力足够小
在振动过程中使振动物体回到平衡位置的斩，我们把它叫回复力，回复力是根据力的效果来命名的。不同性质的力或几个力的合力，和某个力的分力，都可起回复力的作用。
在直线运动中，主要研究比较简单的匀速直线运动，和匀变速直线运动，在曲线运动中学习了简单的平抛运动的匀速圆周运动，研究振动也从最简单、最基本的振动入手，这种振动叫简谐运动。
简谐运动 简介实验装置—弹簧振子
组成：有孔的小球—振子，有孔的小球拴在弹簧的一端，二者均穿在当滑的水平杆上。
A
B
O
在本装置中有两处理想化处理：当滑的水平杆—小球滑动时，忽略摩擦、弹簧的质量比小球的质量小得多弹簧的质量可以忽略
实物演示并观察弹簧振子的运动。
1． 让弹簧振子自由伸长，此时弹簧振子静止在O点，分析此时小球的受力情况。小球受重力的支持力，合力为零。
2． 把小球向右拉到A点，松手后的瞬间小球受哪些力的作用，将向什么方向运动。受弹簧拉力的作用，将向平衡位置运动。
3． 观察在松手后小球如何运动？小球在O附近，AB间往复运动。其中AB关于O是对称的。
总结：弹簧振子的运动是机械振动、回复力由弹簧的弹力提供，
阅读，回答：
1． 什么是简谐运动？
2． 简谐运动的条件是什么？
物体在跟位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的运动，叫简谐运动。
物体做简谐运动的条件是： ，即物体受到的回复力F跟位移的大小成正比，方向相反
简谐运动的特点
1. 回复力：物体在往复运动期间，回复力的大小和方向均做周其性的变化，物体处在最大位移处时的回复力最大，物体处于平衡位置时间回复力最小（为零），物体经平衡位置时，回复力的方向发生改变。
2. 加速度：由于与加速度的瞬时对应关系可知，回复力产生的加速度也是周期性变化的、且与回复力的变化步调相同。
3. 位移：物体做简谐运动时，它的位移（大小和方向）也是周期性变化的，为研究问题方便，我们选 平衡位置为位移的起点，物体经平衡位置时位移方向改变。
4. 振动的速度：简谐运动是变加速度运动，速度的变化也具有周期性（包括大小和方向）、物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时的速度为零，且物体的速度方向改变。
填表
振子的运动
A→O
O→A’
A→’O
O→A
平衡位置位移变化
水平向右，不断减小
水平向左，不断增大
水平向左，不断减小
水平向右，不断增大
合力的变化
水平向左，不断减小
水平向右，不断增大
水平向右，不断减小
水平向左，不断增大
加速度的变化
水平向左，不断减小
水平向右，不断增大
水平向右，不断减小
水平向左，不断增大
速度的变化
水平向左，不断增大
水平向左，不断减小
水平向右，不断增大
水平向右，不断减小
证明一个运动是简谐运动