《简谐运动的描述》教学设计2
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约2910字。
简谐运动的描述 教案
课题 简谐运动的描述 课型 新授课 课时数 1课时
教学
目标 1、知道振幅、周期和频率的概念,知道全振动的含义。
2、了解初相和相位差的概念,理解相位的物理意义。
3、了解简谐运动位移方程中各量的物理意义,能依据振动方程描绘振动图象。
重点
难点 教学重点:简谐运动的振幅、周期和频率的概念;相位的物理意义。
教学难点: 1、振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别; 2、对全振动概念的理解,对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解; 3、相位的物理意义。
教学
过程 主 要 内 容 (教师填教法或点拨的方法,
学生填知识要点或反思)
一、
二、
三、
四、
五、
【预习导引】
上节课我们学习了简谐运动,简谐运动也是一种往复性的运动,所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等能反映其本身特点的物理量。本节课我们就来学习描述简谐运动的几个物理量。
【建构新知】
1.振幅
演示:在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子,分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离,让振子振动。
现象:①两种情况下,弹簧振子振动的范围大小不同;②振子振动的强弱不同。
在物理学中,我们用振幅来描述物体的振动强弱。
(1)物理意义:振幅是描述振动 的物理量。
(2)定义:振动物体离开平衡位置的 ,叫做振动的振幅。
(3)单位:在国际单位制中,振幅的单位是米(m)。
(4)振幅和位移的区别
①振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离;而位移是振动物体所在位置与平衡位置之间的距离。
②对于一个给定的振动,振子的位移是时刻变化的,但振幅是不变的。
③位移是矢量,振幅是标量。
④振幅等于最大位移的数值。
2.周期和频率
(1)全振动
从O点开始,一次全振动的完整过程为:O→A→O→A′→O。从A点开始,一次全振动的完整过程为:A→O→A′→O→A。从A'点开始,一次全振动的完整过程为:A′→O→A→O→A′。
在判断是否为一次全振动时不仅要看是否回到了原位置,而且到达该位置的振动状态(速度)也必须相同,才能说完成了一次全振动。只有物体振动状态再次恢复到与起始时刻完全相同时,物体才完成一次全振动。
振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程,也就是连续的两次位置和振动状态都相同时所经历的过程,叫做一次全振动。
一次全振动是简谐运动的最小运动单元,振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。
(2)周期和频率
演示:在两个劲度系数不同的弹簧下挂两个质量相同的小球,让这两个弹簧振子以相同的振幅振动,观察到振子振动的快慢不同。
为了描述简谐运动的快慢,引入了周期和频率。
①周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间,叫做振动的周期,单位:s。
②频率:单位时间内完成的全振动的次数,叫频率,单位:Hz,1Hz=1 s-1。
③周期和频率之间的关系:T= 1f
④研究弹簧振子的周期
问题:猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?
演示:两个不同的弹簧振子(弹簧不同,振子小球质量也不同),学生观察到:两个弹簧振子的振动不同步,说明它们的周期不相等。
猜想:影响弹簧振子周期的因素可能有:振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数。
注意事项:
a.秒表的正确读数及使用方法。
b.应选择振子经过平衡位置的时刻作为开始计时的时刻。
c.振动周期的求解方法:T= tn,t表示发生n次全振动所用的总时间。
d.给学生发秒表,全班同学同时测讲台上演示的弹簧振子的振动周期。
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