鲁科版选修34机械振动第1节 简谐振动 优秀奖

一、简谐运动教学目的：1．知道什么是机械运动。2．知道简谐运动的受力特点以及F=-kx公式的物理意义。3．理解简谐运动的定义。4．知道简谐运动中位移、速度、加速度、回复力、动能、势能在一次振动中的变化规律，培养学生用运动学和动力学的观点来分析弹簧振子的运动的能力。教学过程：一、演示实验1

演示1：使挂在铁架台上的重锤作水平振动

引导学生思考：钩码和重锤的运动跟过去已经学过的直线运动、曲线运动相比有什么不同的特点？

结论：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动。运用：a、振动现象在自然界和日常生活中是广泛存在的，例如蹭在跳板跳水运动中，当运动员跳离后，跳板的运动就是振动。又如汽车驶过高低不平的路面时，车厢就发生振动。

b、一切发声的物体都在振动。如音叉、锣、鼓等。（下面看一个简单的弦乐器演示2：音叉振动。二．新课教学：1．研究弹簧振子的运动。

思考：

（1）振子的运动为什么具有往复性？（2）什么力使振子振动？

如果阻力忽略不计，弹簧的质量比小球的质量小可以忽略不计，就成了一个理想模型----弹簧振子。

a、先研究B→O的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐

；弹力的方向始终指向

位置；弹力产生的加速度逐渐

；振子运动的速率逐渐

；振子做

运动。能量转化

。

b、当振子经平衡位置的瞬间：（共同总结）弹力等于

；弹力产生的加速度等于

；振子运动的速率达到

；

c、由于惯性，振子不会停止运动，继续向左运动，振子压缩弹簧，弹簧产生一个阻碍振子运动的力，在由O→C的运动的过程中：（共同总结）弹力大小逐渐

；弹力的方向始终指向

位置；弹力产生的加速度逐渐

；振子运动的速率逐渐

；振子做

运动。能量转化

。

d、当振子从C→O以及O→B运动过程中，各个物理量又如何？

coB2．回复力讨论：振子振动过程中，也受到几个力作用？（重力、绳的拉力）但与振动有关的力是哪一个？为什么？（重力和绳的拉力都垂直于水平方向，合力为零，因此，使弹簧振子发生振动的力只有弹簧的弹力）这个力的方向跟振子离开平衡位置的位移方向如何？（方向相反，它的作用能使振子返回平衡位置，所以叫做回复力）说明：回复力的大小就是弹簧的弹力大小，根据虎克定律可知，F＝kx，又由于这里x表示位移，回复力和位移都为矢量，那么它们的关系应为F=－kx,负号表示回复力跟振子的位移方向相反，k为弹簧的劲度系数。（一般情况下k为比例常数，但这里就是弹簧的劲度系数）（演示课件中的矢量的变化）3、简谐运动的定义定义：像弹簧振子那样，物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动叫做简谐振动。

说明：简谐运动是最简单、最基本的运动。一般物体做机械振动时比较复杂的，并不一定是做简谐振动，只有在振动中所受到的回复力符合F=－kx的规律的振动才是简谐振动。三．例题：1．简谐振动是下列哪一种运动：

A．匀变速运动；B．匀速直线运动；C．变加速运动；D．匀加速直线运动。2．作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量：

A．速度；B．位移；C．回复力；D．加速度。3．简谐运动的物体每次通过平衡位置时；

A．位移为零，动能为零；B．动能最大，势能最小；

C．速度最大，振动加速度为零；D．速度最大，振动加速度不一定为零。

1。弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是：

A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零；

B．振子作减速运动，加速度却在增大；

C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反；

D．振子远离平衡运动时，加速度方向与速度方向相反。2．物体作简谐运动时：

A．平衡位置是指合力最大的位置；

B．物体通过平衡位置时，回复力为零；

C．物体通过平衡位置时回复力不一定为零；

D．物体所受合力是变力。

3．如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则：

A．A→O位移为负值，速度为正值；

B．O→B时，位移为正值，加速度为负值；

C．B→O时，位移为负值，速度为负值；

D．O→A时，位移为负值，加速度为正值。

BOA五、小结：1、振动现象是广泛存在的。如风吹树枝引出树枝的摆动，缝纫机的上下运动等。2、物体会做振动是由于当它离开平衡