高二物理机械振动 简谐运动及相关动画 人教版

高二物理机械振动简谐运动及相关动画人教版教学方法：诱导型

教学目标

知识目标：

1 知道机械振动的概念

2 知道什么是简谐运动，理解简谐运动回复力的特点

3 掌握简谐运动在一次全振动过程中加速度、速度的变化情况

4 知道简谐运动是一种理想化模型，了解简谐运动的若干实例，知道判断简谐运动的方法以及研究简谐运动的意义。

能力目标：

1 培养学生用简谐运动的定义解决实际问题的能力

2 培养学生的观察能力、逻辑思维能力，归纳能力

情感目标：通过动画演示，培养与激发学生学习物理的兴趣

教学重点：

简谐运动的定义及其规律

教学难点：

简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化情况及其关系

教学媒体：视平台，多媒体电脑，FLASH动画,投影仪

教学思路设计：

首先从一些实验出发，找出实验中物体的共同点，从而引出课题--机械振动，然后考虑机械振动的一种特殊振动--简谐振动，由于阻力的作用，振动会逐渐的停下来，不便于分析振子在振动过程中各物理量的变化关系，借助于多媒体动画，让学生来逐个分析弹簧振子在振动过程中的各物理量的变化关系，利用动画能形象，生动，具体的展示振子的运动情况，使学生看了一目了然，同时能够调动学生学习的积极性、主动性、参与性，激发学习物理的兴趣。在学

生弄懂了简谐运动的定义，判断方法，回复力，速度，加速度的变化关系之后，然后通过例题来加深对所学知识点的理解与应用。通过这节课，培养学生的观察能力、逻辑思维能力，归纳能力.

教学过程

通过演示振动的一些实例（请看实例），建立振动的概念学生观察这些实例的一个共同的特点：在某一平衡位置来回振动演示水平弹簧振子，由于有阻力，振子的振动逐渐停下，如果不计阻力，振子的振动将永不停止没，由此建立振子的理想化模型引导学生分析，抓住主要问题，忽略次要因素，由此建立振子的理想化模型______研究问题的一种常用方法,

演示水平弹簧振子（请看动画），让学生观察振子的振动，分析小球的受力情况、指出其所受到的合力的方向有什么特点，由此引出回复力的的概念，依胡克定律（F=kx，F与弹簧的形变量成正比），引导学生分析填好表格的第二行（请看表格），然后在动画中指出水平弹簧振子在振动中回复力的大小变化和方向让学生观察，分析小球所受的合力的方向的特点，从而理解回复力的概念是依力的效果命名的，讨论回复力的变化情况，填好表格的第二行（请看表格）

让学生观察振子的振动（请看动画），分析小球在振动中对平衡位置的位移的变化情况，让学生填好表格的第一行（请看表格）

让学生从表格中（请看表格）找出回复力的方向和位移的方向的关系，回复力的大小变化和位移的大小变化关系，然后在动画中（请看动画）再观察回复力的方向和位移的方向确实相反，大小成正比，从而引出简谐运动的概念，并说明此概念中要强调两点让学生学会从表格中（请看表格）找出规律：回复力方向和位移方向总相反，大小成正比，从而建立简谐运动的概念

提示学生：依牛顿第二定律a=F/m，加速度的大小与合外力的大小成正比，方向与合外力的方向同向，然后在动画中（请看动画）再观察加速度的大小和方向的变化，找出加速度与位移的关系：a= -（F/m）X,

然后让学生自己分析出加速度的变化情况，把表格的第三行填好（请看表格）,找出加速度的最大值和最小值的位置

在动画中（请看动画）再观察速度的大小和方向的变化，让学生自己把表格的第四行填好（请看表格），然后再从速度与加速度的关系来分析得出速度的变化情况，指出速度的最大值和最小值的位置，并说明：

1）除两个端点外，其它各处都对应两个速度，大小相等，方向相反

2）简谐运动中速度和加速度的大小变化刚好相反

然后让学生从表格（请看表格）的第三行和第四行找出速度和加速度的变化关系

例一弹簧振子作简谐运动，则下列说法正确的是（）

A 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值

B 振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大

C 振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同

D 振子每次通过平衡位置时，其速度不一定相同，但加速度和位移一定相同，

由学生先自己分析，同时提示：如果不是很清楚，可观察动画（请看动画）再作答

思考：

小球在两个相互连接的倾角为α的光滑斜面上以O点为中心往复运动,是否为简谐运动？（请看图）

由学生依据简谐运动的判断方法来分析

板书设计

机械振动____简谐运动

1 机械振动

（1）定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，简称振动

(2) 弹簧振子：不计一切阻力，也不计弹簧的质量,小球将持续的永不停止的振动，这样的系统称之为弹簧振子，其中的小球常称为振子

2 简谐运动

(1)回复力：使物体回到平衡位置的力，这个力就称为回复力

注意：回复力是依力的作用效果命名的，可以是各种性质的力，

也可以是几各力的合力或某一个力的分力

（2）位移：振动中的位移都是以平衡位置为其起点，方向从平衡位置指向末位置，大小为两位置间的直线距离。

（3）简谐运动的定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，方向总是指向平衡位置的回复力作

用下的振动

表达式：F回 =-KX，K是一个常数，取决于振动系统，对于弹簧振子，K就是弹簧劲

度系数

注意：

1）简谐运动中回复力为变力

2）F回 =-KX为判断简谐运动的依据

3 简谐运动的运动规律

（1）加速度的变化情况： a=-F/m=-(K/m) X

说明：加速度的方向总跟位移的方向相反，大小与位移大小成正比，时刻变化，故简谐运

动为变加速运动

（2）速度的变化情况：

振子从平衡位置向两侧端点运动，速度逐渐减小，在两端点速度最小（为零），从两侧端点向平衡位置运动，速度逐渐增大，在平衡位置速度最大

注意：