沪科版（上海）物理高一第二学期（试用版）第四章 C 简谐振动 教案

简谐振动 教学设计 【教学目标】 1. 观察实验，知道什么是机械振动。 2. 观察气垫导轨上滑块的运动，能说出什么是弹簧振子 3. 观察弹簧振子的运动，能初步定性描述其运动（从位移、速度、合力的大小及方向） 4. 以视频分析为手段，经历读数、描点做出振动图像，尝试写出拟合函数。 5. 能从振动图像判读某时刻的位移、速度、合外力大小变化及方向。 【教学重点】 1. 弹簧振子运动的分段描述 2. 振动图像的获得及应用 【难点】 1. 振动图像的获得过程及应用 【教学过程】 1、 机械振动 物理以实验为基础，请观察实验（1）:细线悬挂小球静止于O点，拉到A点释放，它就绕平衡位置来回摆动，非常像钟摆类的运动。实验（2）:竖直弹簧(或者橡皮筋)挂着小球静止于O点，拉到其下方释放，它也围绕O点往复运动，我们称之为机械振动。 实验(1) 实验(2) 实验(3) 弹簧振子 请观察并判断下面一个运动是机械振动吗？（用摄像头投影） 实验(3):不打开气泵电源,滑块静止在O位置，现在将其拉离平衡位置一小段距离后释放。同学会发现滑块还是不动，更别提振动了，为什么不动呢？---阻力的影响。再打开电动气泵开关，观察小滑块的运动，符合振动的特征：围绕平衡位置的往复运动。可见机械运动是一种普遍的运动形式，我们将深入的研究其运动规律，物体的运动性质是由初速度和合外力决定的，从受力角度分析上述三个实例谁更简单呢？画出各自的受力图后发现装置复杂的气垫导轨上的滑块受力简单。我们可以再理想化一些：轻弹簧，光滑从而画出弹簧振子模型。 研究物体的运动从描述运动开始，请观察并描述弹簧振子的运动。 预设：同学基本能够描述出来从两端往平衡位置是越来越快，就很难进一步描述了。教师引导为了更为清晰的观察，我将利用手机拍摄视频并慢放。 2、 简谐运动的描述 将现场手机拍摄的视频（大约3个周期左右）导入视频分析软件Tracker中，初步观察其运动有周期性---反复运动，所以选取一个周期观察，发现一个周期也可以再细分为四个小的过程。 定性描述： （1）从A往O，是向左的加速运动;O往B是向左的减速运动；B往O是向右的加速运动；O往A是往右的减速运动 （2）从物理的角度，希望更详细的描述位移、速度，而由于其往复运动的性质，弹簧振子的位移特指相对于平衡位置的位移