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．知道什麼是簡諧運動，理解間諧運動回覆力的特點。

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，瞭解簡諧運動的若干例項，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徵和動力學特徵

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，大螢幕

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，然後請一位學生歸納。（培養學生表達能力）

師生共同分析後，抓住“中心兩側”和“往復性”兩個基本特徵，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，連線的彈簧也相同（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？為什麼？（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)、開啟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”理想在那裡，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：振子作的是位移週期性變化的運動。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

就等於彈簧的形變數。（為下一步得出胡克定律及回覆力的特點埋下伏筆）（注意培養學生觀察能力）

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

引導學生回答：回覆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徵。

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示式嗎？

（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）最後將場景切換到“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週期性變化的。

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徵和動力學特徵已經有了全面的瞭解，瞭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、回覆力、加速度、速度等物理量都是週期性變化的，從更高層次上把握簡諧運動的規律，這也為下一節振幅、週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）佈置作業：

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覆力Ｆ隨位移ｘ變化的影象，並說明影象的物理意義

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徵和動力學特徵。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。