教案《振动的描述》(共5页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上课题：振动的描述授课班级：高二（8）班 授课时间：2014年3月14日 授课教师：罗华权 指导教师：洪英兰三维目标：一、知识与技能1、知道振幅、周期和频率的概念，知道周期和频率的关系；2、知道振动物体的固有周期和固有频率；3、知道简谐运动图像的物理含义，知道简谐运动的图像是一条正弦或余弦曲线；4、知道简谐运动的公式表示x=Asint，知道简谐运动的圆频率，知道简谐运动的圆频率和 周期的关系；5、了解相位的概念。二、过程与方法1、在学习振幅、周期和频率的过程中，培养学生的观察能力和解决实际问题的能力；2、通过对描绘简谐运动的图像实验的观察、分析和讨论，培养学生的分析推理

2、能力。三、情感态度与价值观1、通过用参考圆等效法学习简谐运动的位移公式和相位，使学生懂得化难为易以及应用已 学的知识解决问题 2、了解振动图像在实际生活中的应用，体会物理学对经济、社会发展的推动作用。教学重点：1、振幅、周期和频率的物理含义；2、简谐运动的图象描述及物理意义。教学难点：1、 简谐运动的公式表达；2、 简谐运动的相位。教学器材：竖直弹簧振子、音箱、砂摆实验演示器、DIS实验操作系统等教学方法： 实验法、启发式教学法、多媒体辅助教学法课时安排：1课时教学过程：一、引入新课观看玻璃杯演奏世界名曲的视频欣赏名曲的同时请同学们思考：为什么用大小不一的玻璃杯就能演奏出这么美妙的音乐？我们知

3、道一切发声的物体都在振动，而大小不一的玻璃杯振动各有不同，发出不同的声音，这表明不同的振动具有不同的特征。那该如何科学地描述振动呢？2、 新课教学 （一）振动特征的描述1、 振幅： 实验演示：在铁架台上悬挂两个相同的竖直弹簧振子，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：两种情况下，弹簧振子振动的范围大小不同；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：振幅是描述振动强弱的物理量。举例：声音大小就是由声带振动的振幅决定的，振幅越大，发出的声音就越大。实验演示：音响纸人，加深对振幅的理解。（2）定义：振动物体离开平衡位置的最大距离，叫做振动的振幅

4、。（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。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。位移是矢量，振幅是标量。振幅等于最大位移的数值。 OBC2、周期和频率（1）全振动（用多媒体展示一次全振动的四个阶段）从O点开始，一次全振动的完整过程为：OBOCO。从B点开始，一次全振动的完整过程为：BOCOB。从C点开始，一次全振动的完整过程为：COBOC。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。

5、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。（2）周期和频率演示：让两个不同的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。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。频率：1s内完成的全振动的次数，叫频率，单位：Hz，1Hz=1 s1。周期和频率之间的关系：T=研究弹簧振子的周期问题： 在自由状态下，物体振动的周期或频率与其振幅有关吗？实验演示： 在铁架台上悬挂两个相同的竖

6、直弹簧振子，分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离，同时释放，观察两振子的振动快慢是否一致。固有周期和固有频率对一个确定的振动系统，振动的周期和频率只与振动系统本身有关，与振幅无关，所以把周期和频率叫做固有周期和固有频率。实验演示：敲一下音叉，声音逐渐减弱，即振幅逐渐减小，但音调不发生变化，即频率不变。固有周期和固有频率是物体本身的属性，与物体是否振动无关。不同的物体的固有周期和固有频率往往不同，发出的声音也不同，因此大小不一的玻璃杯发出的音调就不同，这就是玻璃杯能够演奏出美妙音乐的奥秘。 （二）简谐运动的图像描述 用振幅、周期和频率来描述简谐运动，只能从整体上把握振动的强度和快慢程度。做简谐运

7、动的物体，运动情况每时每刻都在变化，可以用什么方法来形象地描述这种变化呢？ 同学们知道，物体的运动规律可以用数学图象来描述，你们能说出那些运动图象？学生讨论后回答：位移图象、速度图象。虽然简谐运动是较复杂的机械运动，其运动规律也可以用图象表示。接下来我们来讨论简谐运动的图象。演示一：下面的纸板不动，让砂摆振动。让学生观察现象：细砂在木板上来回划出一条直线，说明振动物体仅仅只在平衡位置两侧来回运动，但由于各个不同时刻的位移在木板上留下的痕迹相互重叠而呈现为一条直线。砂摆每时刻的位移都有所不同。如何将不同时刻的位移分别显示出来呢？演示二：让砂摆振动，同时沿着与振动垂直的方向匀速拉动摆下的纸板（即纸

8、板匀速抽动，如图所示）。让学生观察现象：原先成一条直线的痕迹展开成一条曲线。讨论图线：（请同学们相互讨论）（1） 图线的横、纵坐标轴分别表示什么物理量？（2） 曲线是不是质点的运动轨迹？质点做的是什么运动？（3） 图象的物理意义是什么？（4） 这条图线的特点是什么？请同学回答，并讨论得出正确结果。说明：1图象（如图）。 2x-t图线是一条质点做简谐运动时，位移随时间变化的图象。 3振动图象的横坐标表示的是时间t，因此，它不是质点运动的轨迹，质点只是在平衡位置的两侧来回做直线运动。 4振动图象是正弦曲线还是余弦曲线，这决定于t=0时刻的选择。讨论图像的用途 1、确定振动的振幅A。 2、确定振动的

9、周期和频率。 3、可以确定振动物体在任一时刻偏离平衡位置的位移。（三）简谐运动的公式表达如图的函数规律为正弦函数，请大家写出它的表达式x=Asin，其中一个周期时对应=2，则t时对应=；因此有x=Asin（）。这样不太好理解，为什么会出现角度这个物理量。而又代表什么呢？我们来观察一个现象计算机模拟演示匀速圆周运动与简谐运动关系的实验装置。请大家说说这样的现象表明了什么？这一现象说明匀速圆周运动的小球在屏上投影的运动可以等效为振动。因此我们用可以表示简谐运动的规律。其中的是我们从圆周运动中借来用的，所以又叫做圆频率，它与简谐运动周期之间的关系为。三、课堂小结一、描述简谐运动的物理量振幅、周期、频率和相位振幅：描述振动强弱；周期和频率：描述振动快慢;相位：描述振动步调. 二、简谐运动的表达式：x=Asin（）=Asint 四、作业布置：1.自制实验装置，描绘简谐运动的图像。 2.课本：P11 1-6 五、板书设计 §1.2 振动的描述 1、 振幅：描述振动强弱 1、定义：振动物体离开平衡位置的最