20182018学年人教版选修34第十一章机械振动第1节简谐运动教案.docx

11.1简谐运动教学目标1、知识与能力：（1）弹簧振子的“理想化模型”（2）简谐运动的位移-时间图像的获得、猜想及验证（3）从运动学角度对简谐运动的定义2、过程与方法：（1）从已有知识的对比和迁移体会“从简单入手”“理想模型”的科学研究方法。（2）体会科学探究的常用方法：图像法及位移时间图像的获得。（3）猜想所获得图像的形状和验证的科学探究方法。3、情感态度价值观：（1）观察生活事例了解实际应用培养热爱科学、乐于探究的品质。（2）让学生在探究问题的过程中了解科学家的工作方法和思维方法培养学生学习、合作、探究的科学精神和价值观。教学重点1、理想化模型的思想2、振动图像的得到及意义3、猜想和验证的科学探究方法教学难点振动图像的得到及将位移在时间轴上展开的方法教学资源自制PPT课件苏威尔教学传感器系统视频剪辑。教法学法实验演示和多媒体辅助教学启发式的讲授课教学用具和课时安排水平弹簧振子、竖直弹簧振子、单摆、DIS实验系统。1课时。教学过程（一）情景引入振动是自然界中普遍存在的一种运动形式生活中随处可见大家能举几个常见的例子吗？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】（1）单摆（2）水平弹簧振子（3）竖直弹簧振子提问：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？学生讨论、回答。教师注意提示学生将这种运动形式与以前学过的直线运动、圆周运动区别开来然后总结这些物体的运动总是在“某个中心位置”附近展开的我们把这个位置称为“平衡位置”（此时“平衡位置”这个概念可以稍微模糊一些）把物体在某个平衡位置附近所作的往复运动叫做机械振动。（二）新课教学板书：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动叫机械振动。设问：一个物体为什么会做机械振动呢？也就是说机械振动的原因是什么？【活动】请同学们分析一个振动物体在几个状态下的受力并分析归纳得出结论。当物体由于某些原因偏离了平衡位置就会振动起来可以分析得到：当物体偏离了中心位置时受到方向指向中心位置的力这个力使物体回到中心位置。在物理学中我们按照这个力的效果把它命名为：回复力。板书：机械振动的原因——回复力使振子回到平衡位置提问：回复力与以往学过的什么力比较类似？有哪些地方类似？回答：圆周运动的向心力。都是以效果来命名的力。向心力是物体作圆周运动的原因。（可以是一个力或几个力的合力来充当也可以是某个力的分力来充当方向上都是始终指向某一位置）生活中的振动现象很多有的复杂有的简单【活动】比较声振动的图像与简谐振动的图像。比较两种振动的难易程度。我们从最简单的情况入手进行研究研究最简单的机械振动：简谐振动。【演示】水平弹簧振子。请同学们想象一下如果完全没有阻力振子的振动将会怎样？——将持续振动更长的时间。引导学生建立理想模型——弹簧振子。老师小结：弹簧振子可以有各种不同的外观但都是一个不考虑摩擦阻力不考虑弹簧的质量不考虑振子的大小和形状的理想化的物理模型。（注意物理方法——理想模型的建立）板书：实例：弹簧振子（理想模型）【演示】弹簧振子当振子静止在O点时受到哪些力作用？振子处于什么状态？将振子拉到A点然后释放振子将从A点回到O点然后冲向B点接着又乖乖地从B点回到O点再由O点冲向A点之后将重复以上运动往复不断振子围绕着O点作振动O点即是它的平衡位置。振子从A点出发到再次回到A点我们说它完成了一次全振动。振动的质点从某一位置出发再次回到该位置并保持与出发时相同运动的过程称为全过程。板书：全振动：A→O→B→O→A接下来请同学们观察一下在一次全振动中振子的哪些物理量在发生变化？【活动】学生分组讨论完成下表：教师利用多媒体演示归纳总结。位移x回复力F加速度a速度v大小变化方向大小变化方向大小变化方向大小变化方向A→OO→BB→OO→A根据上表并通过分析振子所受回复力指出各物理量之间又什么关系？从方向上看：回复力始终与振子离开平衡位置的位移的方向相反即指向平衡位置O点。从大小上看：对于弹簧振子来说这个力即是弹簧对振子的弹力它的大小与弹簧的形变量即振子离开平衡位置的位移成正比。F＝－kx（负号表示力与位移的方向相反k是比例系数对弹簧振子来说即劲度系数。）思考：振子在中心位置处回复力为多少？回复力为零因此我们也把中心位置叫做平衡位置。x是振子对平衡位置的位移K是一个常数对弹簧振子来说就是弹簧的劲度系数。由此可见振子是在大小与位移成正比方向始终指向平衡位置的回复力作用下的振动我们把这种振动称为是简谐运动。板书：简谐运动物体在跟位移大小成正