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物理簡諧運(yùn)動運(yùn)動教案
9．1 簡諧運(yùn)動
一、教學(xué)目標(biāo)：
1．知道機(jī)械振動是物體機(jī)械運(yùn)動的另一種形式。知道機(jī)械振動的概念。
2．知道什么是簡諧運(yùn)動，理解間諧運(yùn)動回復(fù)力的特點(diǎn)。
3．理解簡諧運(yùn)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(yùn)動是一種理想化模型，了解簡諧運(yùn)動的若干實(shí)例，知道判斷簡諧運(yùn)動的方法以及研究簡諧運(yùn)動的意義。
5．培養(yǎng)學(xué)生的觀察力、邏輯思維能力和實(shí)踐能力。
二、教學(xué)重點(diǎn)：簡諧運(yùn)動的規(guī)律
三、教學(xué)難點(diǎn)：簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)特征
四、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)演示和多媒體輔助教學(xué)
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(jì)算機(jī)，大屏幕
六、教學(xué)過程
（一）新課引入
【演示】演示圖1所示實(shí)驗(yàn)，在彈簧下端掛一個小球，拉一下小球，引導(dǎo)學(xué)生注意觀察小球的運(yùn)動情況。（培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力）
提問學(xué)生：小球的運(yùn)動有哪些特點(diǎn)？（引發(fā)思考，激發(fā)興趣）
學(xué)生討論，然后請一位學(xué)生歸納。（培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)能力）
師生共同分析后，抓住“中心兩側(cè)”和“往復(fù)性”兩個基本特征，得出“機(jī)械振動”的概念。
師生一起列舉生活中有關(guān)振動的例子，增強(qiáng)感性認(rèn)識，進(jìn)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(yùn)動”。（這實(shí)際上是交給學(xué)生一種研究問題的方法）
（二）進(jìn)行新課
1、 簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)
【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(xué)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(chǎn)生的條件。）
說明：小球和滑塊質(zhì)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(xué)生思考回答）
①、小球和滑塊誰振動的時間長？為什么？（觀察結(jié)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(jié)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(jì)，彈簧的質(zhì)量比滑塊和小球的質(zhì)量小得多，也忽略不計(jì)，其結(jié)果如何？（滑塊和小球?qū)⒊掷m(xù)振動。）
（通過這些問題，引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和推理能力）
(1)、打開CAI課件《簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)》，切換到“彈簧振子”場景，向?qū)W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(yǎng)學(xué)生的建模能力）
此時，一個理想化的物理模型已經(jīng)在學(xué)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(xué)生了解彈簧
振子的運(yùn)動特點(diǎn)：振子作的是位移周期性變化的運(yùn)動。通過演示，
進(jìn)一步指出，振子的位移起點(diǎn)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(fù)力的特點(diǎn)埋下伏筆）（注意培養(yǎng)學(xué)生觀察能力）
（3）將場景切換到“回復(fù)力”。通過課件演示，讓學(xué)生建立起回復(fù)力的概念；通過演示讓學(xué)生進(jìn)一步了解回復(fù)力的變化特點(diǎn)，抓住簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特征，適時提出胡克定律，得出簡諧運(yùn)動的定義。 提問：回復(fù)力的方向怎樣？回復(fù)力的大小怎樣？
引導(dǎo)學(xué)生回答：回復(fù)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(yùn)動的定義。（從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)認(rèn)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(xué)生知道，簡諧運(yùn)動是一個加速度不斷變化的運(yùn)動，即變加速運(yùn)動。這就是簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征。
提問；加速度的方向怎樣？大小如何變化？根據(jù)牛頓第二定律，你能寫出加速度的表達(dá)式嗎？
（培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識解決新問題的能力，加強(qiáng)知識遷移能力的培養(yǎng)。）
（5）最后將場景切換到“速度”。讓學(xué)生觀察簡諧運(yùn)動的速度特點(diǎn)，速度的大小和方向也是周期性變化的。
提問：根據(jù)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(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力，養(yǎng)成勤于思考的好習(xí)慣）
至此，學(xué)生對簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)特征已經(jīng)有了全面的了解，了解了簡諧運(yùn)動的物理實(shí)質(zhì)，基本完成了教學(xué)目標(biāo)。
2、 概括歸納，繼續(xù)提高
通過教材練習(xí)一(2)題（見下表），讓學(xué)生進(jìn)一步歸納、總結(jié)簡諧運(yùn)動中各物理量的變化，進(jìn)一步明確簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)，即位移、回復(fù)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(yùn)動的規(guī)律，這也為下一節(jié)振幅、周期和頻率的學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備。
（三）知識應(yīng)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(yùn)動是簡諧運(yùn)動嗎？（學(xué)以致用，解決實(shí)際問題，使學(xué)生從理性認(rèn)識再上升到感性認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識上的第二次飛躍。）
（四）布置作業(yè)：
1．把練習(xí)一（課本第22頁）（2）、（3）做在練習(xí)上。
2．補(bǔ)充：畫出做簡諧運(yùn)動的物體的回復(fù)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(yùn)動是力學(xué)中的一個重點(diǎn)內(nèi)容，也是綜合運(yùn)用運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)知識解決實(shí)際問題的一個具體例子。教學(xué)的重點(diǎn)是要學(xué)生理解簡諧運(yùn)動的規(guī)律，難點(diǎn)是要讓學(xué)生理解簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征和動力學(xué)特征。在教學(xué)中注意通過計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，可以較好的突破教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時也調(diào)動了學(xué)生的積極性，使學(xué)生主動應(yīng)用學(xué)到的新知識解決實(shí)際問題，從而收到較好的教學(xué)效果。
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