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宁远一中多媒体教学设计方案科目：物理课题：＜简谐运动＞执教者：王乔华一、教学目标1．在物理知识方面要求：(1)了解什么是机械振动；(2)掌握简谐运动回复力的特征；(3)掌握在一次全振动过程中回复力、加速度、速度随偏离平衡位置的位移变化的规律(定性)。2．渗透物理学方法的教育，运用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，抽象出物理模型——弹簧振子，研究弹簧振子在理想条件下的振动。二、重点、难点分析1．重点是使学生掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。2．偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆，这是难点。在一次全振动中速度的变化(大小、方向)较复杂，比较困难。三、教具计算机投影仪四、主要教学过程(一)引入新课我们学习机械运动的规律是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动——简谐运动。(二)教学过程设计1．机械振动多媒体课件屏幕显示：优美的琵琶声（白居易＜琵琶行＞中的绝妙诗句：“大弦嘈嘈如急雨，小弦切切如私语，嘈嘈切切错杂弹，大珠小珠落玉盘”);还有蜜蜂嗡嗡嗡声；田间蛙鸣。凡是发声的物体都在振动。要求同学边看边想：物体振动时有什么特征？多媒体演示：(1)一端固定的钢板尺子振动(2)挂钟(3)弹簧振子学生归纳共同特征：运动具有往复性。提问：凡往复运动都是振动吗？像人在教室走动，鱼在鱼缸里游？物体振动时，它必须在某一位置两侧往复运动，这个位置叫平衡位置，即物理静止时平衡的位置。明确：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫机械振动，简称：振动。2．简谐运动指出简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。(1)弹簧振子演示弹簧振子的振动。通过同学的观察、分析、讨论得到：①滑块的运动是平动，可以看作质点。②弹簧的质量远远小于滑块的质量，可以忽略不计。明确：一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子。③没有气垫时，阻力太大，振子不振动；有了气垫时，阻力很小，振子振动。说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。(2)弹簧振子为什么会振动？提出问题：当把振子从它静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后，它为什么会在B—O—C之间振动呢？要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。引导同学分析振子受力及从B→O→C→O→B的运动情况，突出弹力的方向及在O点振子由于惯性继续运动。归纳得到：物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫回复力。回复力是根据力的效果命名的，对于弹簧振子，它是弹力。说明回复力可以是弹力，或其它的力，或几个力的合力，或某个力的分力。在O点，回复力是零，叫振动的平衡位置。(3)简谐运动的特征①位移特征在研究机械振动时，我们把偏离平衡位置的位移简称为位移。讨论：振子从B运动到E时，位移大小为|OE|，方向向右；振子从C运动到D时，位移大小为|OD|，方向向左；振子运动到O时，位移为零；位移可以用振子坐标x来表示。②回复力特征：F＝-kx说明式中F为回复力；x为偏离平衡位置的位移；k是常数，对于弹簧振子，k是劲度系数，对于其他物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。弹簧振子的振动只是简谐运动的一种3．在一次全振动中，相关物理量的变化规律演示：计算机模拟弹簧振子的振动。(与前面相似，加x、v、a、F的显示)让同学观察当振子从B→O→C→O→B时，就完成了一次全振动，以后振子会重复上述过程。(1)位移的变化演示：x的变化。(2)回复力的变化提出问题：当位移x变化时，回复力F如何变化？在同学回答的基础上明确：根据简谐运动的特征，F与x成正比变化，且方向相反演示：F的变化。(3)加速度的变化提出问题：当回复力F变化时，加速度α如何变化？在同学回答的基础上明确：根据牛顿第二定律，a与F成正比，且方向相同。演示：a的变化。(4)速度的变化引导同学分析讨论：B→O振子怎样运动？明确：是加速度变小的加速运动，速度v变大，O速度最大。再分析讨论：O→C振子做什么运动？明确：是加速度变大的减速运动，速度v变小，C速度为零。演示：v的变化。发给同学表格，并将表格用投影幻灯投影在幕上。符号约定：增大↑减小↓最大M零0向左←向右→要求同学填写指定表格，讨论1
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