1、1.1 簡諧運動 教案知識目標 1知道什么是機械振動；2知道簡諧運動的含義。能力目標：1掌握簡諧運動的動力學公式；2掌握簡諧運動回復力的特征；3掌握在一次全振動過程中回復力、加速度、速度隨偏離平衡位置的位移變化的規律(定性)。情感目標1培養學生通過實驗總結規律的能力.2培養學生利用所學知識解釋生活中的自然想象，激發學生學習物理的興趣.重點難點重點：使學生掌握簡諧運動的回復力特征及相關物理量的變化規律回復力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性變化的原因。難點：偏離平衡位置的位移與運動學中的位移概念容易混淆，這是難點在一次全振動中速度的變化(大小、方向)較復雜，比較困難。教學過程1機械振動

2、振動是自然界中普遍存在的一種運動形式，請同學舉例說明什么樣的運動是振動？說明微風中樹枝的顫動、心臟的跳動、鐘擺的擺動、聲帶的振動這些物體的運動都是振動。演示幾個振動的實驗，要求同學邊看邊想：物體振動時有什么特征？(1)一端固定的鋼板尺(2)單擺(3)彈簧振子(4)穿在橡皮繩上的塑料球提出問題：這些物體的運動各不相同：運動軌跡是直線的、曲線的；運動方向水平的、豎直的；物體各部分運動情況相同的、不同的它們的運動有什么共同特征？在同學回答的基礎上歸納出：物體振動時有一中心位置，物體(或物體的一部分)在中心位置兩側做往復運動，振動是機械振動的簡稱。明確：物體(或物體的一部分)在某一中心位置兩側所做的往

3、復運動，叫做機械振動2簡諧運動指出簡諧運動是一種最簡單、最基本的振動，我們以彈簧振子為例學習簡諧運動。(1) 彈簧振子演示氣墊彈簧振子的振動。通過同學的觀察、分析、討論得到：滑塊的運動是平動，可以看作質點。彈簧的質量遠遠小于滑塊的質量，可以忽略不計。明確：一個輕質彈簧聯接一個質點，彈簧的另一端固定，就構成了一個彈簧振子。沒有氣墊時，阻力太大，振子不振動；有了氣墊時，阻力很小，振子振動。說明我們研究在沒有阻力的理想條件下彈簧振子的運動。(2)彈簧振子為什么會振動？提出問題：當把振子從它靜止的位置O拉開一小段距離到B再放開后，它為什么會在BOC之間振動呢？要求同學運用學過的力學知識認真分析、思考。

4、引導同學分析振子受力及從BOCOB的運動情況，突出彈力的方向及在O點振子由于慣性繼續運動。歸納得到：物體做機械振動時，一定受到指向中心位置的力，這個力的作用總能使物體回到中心位置，這個力叫回復力。回復力是根據力的效果命名的，對于彈簧振子，它是彈力。說明回復力可以是彈力，或其它的力，或幾個力的合力，或某個力的分力。在O點，回復力是零，叫振動的平衡位置。(2)簡諧運動的特征說明彈簧振子在振動過程中，回復力的大小和方向與振子偏離平衡位置的位移有直接關系。在研究機械振動時，我們把偏離平衡位置的位移簡稱為位移。演示：計算機模擬彈簧振子的振動引導同學分析、討論：振子從B運動到E時，位移大小為|OE|，方向

5、向右；振子從C運動到D時，位移大小為|OD|，方向向左；振子運動到O時，位移為零；位移可以用振子坐標x來表示。提出問題：彈簧振子振動時，回復力與位移是什么關系？歸納同學的回答得到：根據胡克定律，彈簧振子的回復力與位移成正比，與位移方向相反。明確：物體在跟位移大小成正比，并且總指向平衡位置的力作用下的振動，叫做簡諧運動。寫出F-kx說明式中F為回復力；x為偏離平衡位置的位移；k是常數，對于彈簧振子，k是勁度系數，對于其他物體的簡諧運動，k是別的常數；負號表示回復力與位移的方向總相反。彈簧振子的振動只是簡諧運動的一種。2在一次全振動中，相關物理量的變化規律演示：計算機模擬彈簧振子的振動。(與前面相

6、似，加x、v、a、F的顯示)讓同學觀察當振子從BOCOB時，就完成了一次全振動，以后振子會重復上述過程。(1)位移的變化演示：x的變化。(2)回復力的變化提出問題：當位移x變化時，回復力F如何變化？在同學回答的基礎上明確：根據簡諧運動的特征，F與x成正比變化，且方向相反演示：F的變化。(3)加速度的變化提出問題：當回復力F變化時，加速度如何變化？在同學回答的基礎上明確：根據牛頓第二定律，a與F成正比，且方向相同。演示：a的變化。(4)速度的變化引導同學分析討論：BO振子怎樣運動？明確：是加速度變小的加速運動，速度v變大，O速度最大。再分析討論：OC振子做什么運動？明確：是加速度變大的減速運動，速度v變小，C速度為零。演示：v的變化。發給同學表格，并將表格用投影幻燈投影在幕上。BOO