物理簡諧運動運動教案

　　9．1 簡諧運動

　　一、教學目標：

　　1．知道機械振動是物體機械運動的另一種形式。知道機械振動的概念。

　　2．知道什么是簡諧運動，理解間諧運動回復力的特點。

　　3．理解簡諧運動在一次全振動過程中加速度、速度的變化情況。

　　4．知道簡諧運動是一種理想化模型，了解簡諧運動的若干實例，知道判斷簡諧運動的方法以及研究簡諧運動的意義。

　　5．培養學生的觀察力、邏輯思維能力和實踐能力。

　　二、教學重點：簡諧運動的規律

　　三、教學難點：簡諧運動的運動學特征和動力學特征

　　四、教學方法：實驗演示和多媒體輔助教學

　　五、教 具：輕彈簧和小球，水平彈簧振子，氣墊式彈簧振子，自制CAI課件，計算機，大屏幕

　　六、教學過程

　　（一）新課引入

　　【演示】演示圖1所示實驗，在彈簧下端掛一個小球，拉一下小球，引導學生注意觀察小球的運動情況。（培養學生觀察實驗的能力）

　　提問學生：小球的運動有哪些特點？（引發思考，激發興趣）

　　學生討論，然后請一位學生歸納。（培養學生表達能力）

　　師生共同分析后，抓住“中心兩側”和“往復性”兩個基本特征，得出“機械振動”的概念。

　　師生一起列舉生活中有關振動的例子，增強感性認識，進一步提出，“研究振動要從最簡單、最基本的振動入手，這就是簡諧運動”。（這實際上是交給學生一種研究問題的方法）

　　（二）進行新課

　　1、 簡諧運動的特點

　　【演示】演示水平彈簧振子（小球）的振動和氣墊式彈簧振子（滑塊）的振動（提醒學生注意觀察他們振動的時間），（建立理想模型概念，隱含振動產生的條件。）

　　說明：小球和滑塊質量相同，連接的彈簧也相同（為避免這些因素對問題分析的干擾）。

　　提出問題（由學生思考回答）

　　①、小球和滑塊誰振動的時間長？為什么？（觀察結果，滑塊比小球振動時間長。原因是小球受摩擦阻力較大，滑塊受到的阻力小。）

　　②、如果小球受到更大的摩擦阻力，其結果如何？（振動時間更短，甚至不振動。） ③、如果把滑塊和小球受到的阻力忽略不計，彈簧的質量比滑塊和小球的質量小得多，也忽略不計，其結果如何？（滑塊和小球將持續振動。）

　　（通過這些問題，引發學生思考，培養學生的探究精神和推理能力）

　　(1)、打開CAI課件《簡諧運動的特點》，切換到“彈簧振子”場景，向學生介紹“我們又遇到了一個理想化的物理模型”，如圖2所示。

　　（教師要講明“理想化”理想在那里，培養學生的建模能力）

　　此時，一個理想化的物理模型已經在學生的頭腦中牢固的建立

　　了起來。

　　（2）將場景切換到“位移”。通過課件演示，讓學生了解彈簧

　　振子的運動特點：振子作的是位移周期性變化的運動。通過演示，

　　進一步指出，振子的位移起點總是從平衡位置開始的，位移的大小

　　就等于彈簧的形變量。（為下一步得出胡克定律及回復力的特點埋下伏筆）（注意培養學生觀察能力）

　　（3）將場景切換到“回復力”。通過課件演示，讓學生建立起回復力的概念；通過演示讓學生進一步了解回復力的變化特點，抓住簡諧運動的動力學特征，適時提出胡克定律，得出簡諧運動的定義。 提問：回復力的方向怎樣？回復力的大小怎樣？

　　引導學生回答：回復力的大小與位移大小成正比，方向總是指向平衡位置，即Ｆ＝－ｋｘ，從而得出簡諧運動的定義。（從感性認識上升到理性認識，實現認識上的第一次飛躍。）

　　（4）將場景切換到“加速度”。演示加速度的變化情況。通過演示讓學生知道，簡諧運動是一個加速度不斷變化的運動，即變加速運動。這就是簡諧運動的運動學特征。

　　提問；加速度的方向怎樣？大小如何變化？根據牛頓第二定律，你能寫出加速度的表達式嗎？

　　（培養學生運用學過的知識解決新問題的能力，加強知識遷移能力的培養。）

　　（5）最后將場景切換到“速度”。讓學生觀察簡諧運動的速度特點，速度的大小和方向也是周期性變化的。

　　提問：根據振子速度大小的變化，你能確定振子加速度的方向嗎？

　　（從多個角度培養學生應用所學知識解決問題的能力，養成勤于思考的好習慣）

　　至此，學生對簡諧運動的運動學特征和動力學特征已經有了全面的了解，了解了簡諧運動的物理實質，基本完成了教學目標。

　　2、 概括歸納，繼續提高

　　通過教材練習一(2)題（見下表），讓學生進一步歸納、總結簡諧運動中各物理量的變化，進一步明確簡諧運動的特點，即位移、回復力、加速度、速度等物理量都是周期性變化的，從更高層次上把握簡諧運動的規律，這也為下一節振幅、周期和頻率的學習做好了準備。

　　（三）知識應用：教師提出問題：用輕彈簧懸掛一個振子，讓它在豎直方向振動起來，你能說明振子的運動是簡諧運動嗎？（學以致用，解決實際問題，使學生從理性認識再上升到感性認識，實現認識上的第二次飛躍。）

　　（四）布置作業：

　　1．把練習一（課本第22頁）（2）、（3）做在練習上。

　　2．補充：畫出做簡諧運動的物體的回復力Ｆ隨位移ｘ變化的圖像，并說明圖像的物理意義

　　說明：

　　簡諧運動是力學中的一個重點內容，也是綜合運用運動學和動力學知識解決實際問題的一個具體例子。教學的重點是要學生理解簡諧運動的規律，難點是要讓學生理解簡諧運動的運動學特征和動力學特征。在教學中注意通過計算機輔助教學，可以較好的突破教學的重點和難點，同時也調動了學生的積極性，使學生主動應用學到的新知識解決實際問題，從而收到較好的教學效果。

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