高中物理《简谐运动》教案7 新人教版选修3-4VIP专享VIP免费

校公开课教案教学目的：1．知道什么是机械运动。2．知道简谐运动的受力特点以及F=-kx公式的物理意义。3．理解简谐运动的定义。4．知道简谐运动中位移、速度、加速度、回复力、动能、势能在一次振动中的变化规律，培养学生用运动学和动力学的观点来分析弹簧振子的运动的能力。教具：微型机算机；中间穿有橡皮绳的乒乓球；一端挂有重锤的轻质弹簧；弹簧振子；气垫导轨；音叉；系有细线的木质小球；一端用夹具固定的钢锯条；铁架台；橡皮条；比重计。教学过程：一、从演示实验引出课题演示1：使中间穿有橡皮条的乒乓球作上下振动。学生观察：乒乓球作什么样的运动？（上下往复运动）（学生共同回答）演示2：使挂在铁架台上的重锤作上下振动。学生观察：乒乓球作什么样的运动？（上下往复运动）（学生共同回答）引导学生思考：乒乓球和重锤的运动跟过去已经学过的直线运动、曲线运动相比有什么不同的特点？（往复性）（个别提问）结论：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动。乒乓球和重锤的运动就是振动。运用：a、振动现象在自然界和日常生活中是广泛存在的，例如蹭在跳板跳水运动中，当运动员跳离后，跳板的运动就是振动。又如汽车驶过高低不平的路面时，车厢就发生振动。b、一切发声的物体都在振动。如音叉、锣、鼓等。（下面看一个简单的弦乐器）演示3：橡皮筋套在书上，拉紧橡皮筋，用手指拨动被紧的橡皮筋，发生的声音相当于弹拔弦乐器的声音。演示4：锯条振动。二．新课教学：1．研究弹簧振子的运动。演示5：有孔的小球跟弹簧连接在一起穿在一根水平杆上，并把弹簧的左端固定，向右拉动小球然后松手，小球就在杆上振动几次后停下，杆越光滑，小球振动的次数越多，如果f忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小可以忽略不计，就成了一个弹簧振子。咱们就把摩擦减小一下，利用水平的气垫导轨放置的弹簧振子的振动进行研究。（演示多媒体课件）观察的基础上思考：（1）振子的运动为什么具有往复性？（2）什么力使振子振动？明确几点：A、振子做什么样的运动？受不受力？如果不受力将做什么样的运动？B、受几个力的作用？合力是恒力吗？如果是恒力振子将做什么运动？C、振子在运动过程中所受的合力就是弹簧的弹力。弹力的大小跟哪些量有关？弹簧被拉长时，振子受到的弹力方向是什么方向？弹簧被压缩时，振子受到的弹力方向是什么方向？D、平衡位置：振子静止时，弹簧没有形变，因而对振子没有弹力作用，O点就是振子的平衡位置。E、先把振子拉到B，再放开，振子在B、C之间不停地振动。(控制多媒体课件的播放)a、先研究B→O的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐；弹力的方向始终指向位置；弹力产生的加速度逐渐；振子运动的速率逐渐；振子做运动。能量转化。b、当振子经平衡位置的瞬间：（共同总结）弹力等于；弹力产生的加速度等于；振子运动的速率达到；c、由于惯性，振子不会停止运动，继续向左运动，振子压缩弹簧，弹簧产生一个阻碍振子运动的力，在由O→C的运动的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐；弹力的方向始终指向位置；弹力产生的加速度逐渐；振子运动的速率逐渐；振子做运动。能量转化。d、当振子从C→O以及O→B运动过程中，各个物理量又如何？（学生个别回答）F．这样由B出发，最后又回到B点的运动，就是一次全振动，以后振子就重复上述过程，在B、C之间往复运动。2．回复力讨论：振子振动过程中，也受到几个力作用？（重力、气膜的浮力、弹力）（学生共同回答）但与振动有关的力是哪一个？为什么？（重力和气膜的浮力都垂直于水平方向，合力为零，因此，使弹簧振子发生振动的力只有弹簧的弹力）这个力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向如何？（方向相反，它的作用能使振子返回平衡位置，所以叫做回复力）说明：回复力的大小就是弹簧的弹力大小，根据虎克定律可知，F＝kx，又由于这里x表示位移，回复力和位移都为矢量，那么它们的关系应为F=－kx,负号表示回复力跟振子的位移方向相反，k为弹簧的劲度系数。（一般情况下k为比例常数，但这里就是弹簧的劲度系数）（演示课件中的矢量的变化）3、简谐运动的定义定义：像弹簧振子那样，物体在跟位移大小成正比，...