1、- 73 -一、简谐运动教材：全日制高级中学物理试验修订本第九章第一节知识目标1、知道什么是简谐运动以及物体在什么样的力作用下做简谐运动，了解简谐运动 的若干实例。2、理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度的变化情况。3、知道简谐运动是一种理想化的模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动。能力目标1、通过对简谐运动中位移、回复力、加速度、速度等物理量间变化规律的综合分析，知道各物理量之间有密切的相互依存关系，学会用联系的观 点来分析问题。2、本节中通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到了有关简谐运动的一般规律性的结论，使学生知道从个别到一般的思维方法。教学目标德育
2、目标1、通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力和 惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动。2、通过对简谐运动的分析，使学生知道各物理量之间的普遍联系。教学重点1、什么是简谐运动。2、简谐运动过程中的位移、回复力、加速度和速度的变化规律。- 74 -3、简谐运动中回复力的特点。教学难点 物体做简谐运动过程中的位移、回复力、加速度、速度的变化规律。教学方法 1、关于机械振动概念的得出，采用实验演示，多媒体展示，阅读、归纳等综合教法。2、关于弹簧振子和简谐运动规律的教学，采用多既媒体模拟展示， 结合运动学、 动力学相关公式推 导，列表 对比等教学方法
3、。教学用具 自制投影片、单摆、音叉、小槌、小提琴、水平弹簧振子、CAI 课件课时安排 1 课时教 学 步 骤导入新课1、请一位同学用小提琴弹奏一两名歌曲，此 时学生的积极性提高。2、提出问题：一根琴弦， 为什么会发出动听的音乐？学生：因为琴弦在按一定的规律振动。教师问：同学 们，琴弦的振动有什么特点呢？用实物投影仪对琴弦的振动进行局部放大学生观察后答：琴弦在原来静止的位置进行小幅度振动。3、引入：本节课我们就来研究类似于琴弦的振动，板书课题：第九章：机械振动。- 76 -新课教学（一）机械振动1、教师讲解：同学们在描述琴弦的运动时提出了“琴弦在原来的静止的位置附近振动”，或 “琴弦在未开始振动
4、时的位置附近振动”，那么同学 们想一想：琴弦静止时或琴弦未振动时 所受全力有什么特点？学生答：此时琴弦所受合力为零。2、教师总结：我们把振动物体所受合力等于零时所处的位置叫平衡位置。3、教师问：同学们观察得到：琴弦做的是小幅度的振动，并且拨动琴弦一下，它就要在平衡位置附近振动多次，你认为这个特点该如何概括？学生答：琴弦的运动具有往复性。教师问：琴弦所做的运动就叫机械振动，那么现在请同学们结合琴弦运动的特点描述一下什么是机械振动。学生答：物体的振动发生在平衡位置附近，且做往复运动，这就是机械振动。4、教师总结并板书：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫机械振动，并在平衡位置和往复二外加以强调。5
5、、同学们还能够举出哪些运动是机械振动？学生举例：音叉发声时 所做的振动 ；钟摆的摆动 ；在弹簧下端挂一个小球，拉一下小球，小球所做的运动；水中浮标的上下浮 动；树梢在微风 中的摆动；担物行走时 扁担的振动 。6、教师对学生进行激励评价，并用多媒体展示学生所举的几个例子，注意在多媒体展示过程中强化“平衡位置”和“ 往复运动” 。过渡引入：同学们，我们在前边学过了直线运动和曲线运动，在直线运动中，我 们研究了匀速直 线运动和匀变速直线运动，对其他复杂的直线运动不做研究；在曲线运动中我们学习了平抛运动和匀速圆周运动， 对于复杂 的曲线运动也没有过多涉及；那么同学们想一下：在物理学中我们研究的都是一些
6、什么样的运动？学生答：研究的是最简单、最基本的运动。教师：同样的，研究振动也要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐运动。板书：一、简谐运动（二）简谐运动1、教师讲：同前面学过的匀速直线运动、平抛运 动一样，今天学习的简谐运动也是一种理想化的振动，下面我们就来观察一个实例：2、教师介绍弹簧振子在实物投影 仪上展示水平 弹簧振子。用多媒体分步展示，并给学生介绍它的组成：a、有孔的小球；b、有孔小球拴在弹簧的一端；c、有孔小球和弹簧一起穿在水平杆上。学生阅读课 文有关部分：回答 弹簧振子的哪些因素忽略不计？学生答：小球在杆滑动时，小球和水平杆之间的摩擦忽略不计：弹簧的质量比小球的质量小得多，
7、也可忽略不计。教师总结：把一个有孔挑战球安在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在光滑的水平杆上，可以在杆上滑动， 这样的系统称为弹簧振子，其中的小球常称 为振子。板书：弹簧振子（理想化模型）3、研究弹簧振子的运动把弹簧振子放到实物投影仪上：a 让弹簧振子自由伸长，此时振子静止在 O 点，问，此 时振子受到哪些力的作用？学生答：振子静止在 O 点时，弹簧没有发生形变， 对振子没有弹力作用，此时振子受到重力和杆的支持力作用。教师总结：当所在振子处于 O 点时，振子所受合力为零，我们把 O 点叫振子的平衡位置。b、把振子向右拉到 A 点，松手，问：松手后的瞬间振子受到哪些力的作用？学生：振子受到重
8、力、支持力、弹簧的拉力作用。教师总结：此时振子受到的合力也就等于弹簧的拉力，方向向左。c、观察松手后，振子将做什么运 动？学生：以 O 点为平衡位置，在 A 点与 A之间做往复运动。d、在实物投影仪上找到 O、A、A的位置，并测量，OA 与OA之间距离，得到： A 和 A关于 O 点是对称的。4、分析弹簧振子由 A 到 O 的运动。用多媒体课 件模拟振子由 A 到 O 的运动。教师介绍弹 簧振子的位移 总是相对于平衡位置而言的，即弹簧振子的位移，初位置是平衡位置，末位置是振子所在的位置。分步讨论弹 簧振子在从 A 到 O 运动过程中的位移、合力、速度、加速度的大小和方向的变化规律；a、从 A
9、到 O 运动中，位移的大小和方向如何？大小如何变化？学生答 ：由 A 到 O 运动过 程中，位移方向由 OA ，因为位移的方向是从初位置，指向末位置；随着振子不断地向 O 靠近，位移越来越小。b、从 AO 过 程中，速度方向如何？大小如何 变化？学生答 ：从 AO 过程中，速度方向是从 AO，因为物体的速度方向与运动方向一致。随着振子不断地向 O 靠近，弹簧势能转化为动能，所以小球的速度越来越大。c、从 A 到 O 运动过程中，小球所受的合力有什么特点？学生答 ：因为小球共受三个力：弹簧的拉力、杆的支持力和小球的重力，而重力和支持力已相互平衡，所以合力的变化与弹簧弹力的变化相同。所以从 AO
10、过程中，据胡克定律得到：物体所受的合力变小，方向指向平衡位置。d、从 A 到 O 运动过程中，振子（小球）的加速度方向如何？大小如何变化？学生回答：据牛顿第二定律得：小球从 AO 运动过程中，加速度变小，方向指向平衡位置。5、学生讨论分析振子从 O 到 A，从 A到 O，从 O 到 A 的运动情况，并填表用多媒体出示下列表格：振子的运动 AO OA AO OA对平衡位置的位移的方向？大小如何变化？水平向右，大小不断减小水平向左，不断增大水平向左，不断减小水平向右，不断增大振子所受的合力方向怎样？大小如何变化？水平向左，大小不断减小水平向右，不断增大水平向右，不断减小水平向左，不断增大加速度的方
11、向怎样？大小如何变化？水平向左，不断减小水平向右，不断增大水平向右，不断减小水平向左，不断增大速度的方向怎样？大小如何变化？水平向左，不断增大水平向左，不断减小水平向右，不断增大水平向右，不断减小学生讨论后，用多媒体课件将结果逐项显示到表格中。6、填表后，针对表格中显示的信息，回答下列 问题 ：弹簧振子在往复运 动过 程中，弹簧的弹力对振子起什么作用？它的方向有什么特点？弹簧振子的位移方向有什么特点？据实验八的结论 ：位移和弹簧的弹力之间有什么关系？7、学生回答：在振子的往复运动中，弹簧的弹力对振子所起的作用是使振子能返回到平衡位置，它的方向总是指向平衡位置。在振子的往复运动中，振子的位移方向
12、总是指向平衡位置，据表中所列，结合胡克定律得到：振子受到 弹簧的弹力与位移是成正比的。8、教师总结并板书：振子所受弹 力的方向总 指向平衡位置，它的作用是使振子能返回平衡位置，这个力叫回复力。回复力是效果力。回复力的方向与振子偏离平衡位置的位移方向相反，大小成正比。9、结合上述特点，总结什么是简谐运动并板书：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下振动，叫做简谐运动。10、用多媒体展示简谐运动的几个实例：音叉叉股上各点的振动 是简谐运动；弹簧片上各点的振 动是 简谐运动；摆的摆锤上各点的振 动 是简谐运动。- 77 -巩固训练1、做简谐运动的质点通过平衡位置时，
13、具有最大 值的物理量是：A、加速度； B、速度； C、位移； D、动能； E、回复力； F、势能。2、如图所示为一弹簧振子设向右为正方向，振子的运动从BO 时，位移 为 （填“正”或“ 负”）；加速度的大小由 变 。速度大小由 变 。（填“大” 或“小 ”）小 结1、物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动。2、物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫做简谐运动。3、简谐运动的规律物体在向平衡位置运动 的过程中，位移、回复力、加速度的大小都减速小，速度增大，位移方向总是离开平衡位置，回复力、加速度的方向总是指向平衡位置。物体远离平衡位置的 过 程中，位移、回复力、加速度的大小都增大，速度减小，位移的方向总是远离平衡位置，回复力、加速度的方向总是指向平衡位置。4、我们学习了忽略次要因素，突出主要因素的方法理想化的研究方法。作业 课本 P160（1）、（2）、（3）、（4）76板书设计1、产生条件：回复力不为零、阻力很小。2、回复力：使物体回到平衡位置的力3、位移：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段4、简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动；受力特点：F=-kx
