简谐运动的回复力和能量 说课稿 教案.doc

课 题 简谐运动的回复力和能量 总课时 教学目标 知识目标 理解回复力的物理意义和特点 能力目标 能够根据简谐运动的回复力特点证明简谐运动; 知道简谐运动的机械能守恒及动能和势能的相互转化。 情感目标 简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透. 教学重点 回复力的来源,特点,简谐运动的证明，简谐运动的能量特点. 教学难点 简谐运动的证明 教学过程 教学内容 备课 扎记 教师活动 学生活动 一、【预习导引】 提问1：什么是机械振动？ 物体在平衡位置附近做往复运动叫机械振动。 提问2：弹簧振子做什么运动？ 日常生活中经常会遇到机械振动的情况：机器的振动，桥梁的振动，树枝的振动，乐器的发声，它们的振动比较复杂，但这些复杂的振动都是由简单的振动的组成的，因此，我们的研究仍从最简单、最基本的机械振动开始。刚才演示的就是一种最简单、最基本的机械振动，叫做简谐运动。 提问3：过去我们研究自由落体等匀变速直线运动是从哪几个角度进行研究的？ 今天，我们仍要从运动学（位移、速度、加速度）研究简谐运动的运动性质；从动力学（力和运动的关系）研究简谐运动的特征，再研究能量变化的情况。 【建构新知】 （演示水平方向的弹簧振子）已知轻质弹簧的劲度系数为K，振幅为A 提问1：大家应先明确观察的对象是什么？（小球） 提问2：上述四个物理量（位移、速度、加速度、力）中，哪个比较容易观察？其与力是什么关系？ 提问3：做简谐运动的物体受的是恒力还是变力？ 提问4：在弹簧振子一个周期的振动中,振子的合力怎么变化?方向有什么特点? 提问5：简谐运动是不是匀变速运动？ 小结：简谐运动的受力特点：不论在什么位置(平衡位置除外),物体所受合力均指向平衡位置,作用是使物体回到平衡位置,称为回复力.回复力的大小与位移成正比，简谐运动是变速运动，但不是匀变速运动。 回复力 a、意义:振动物体在振动方向的合力 b、特点: 根据胡克定律，弹簧振子的回复力与位移成正比，与位移方向相反。 F=-kx 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，对于其它物体的简谐运动，k是别的常数；负号表示回复力与位移的方向总相反。 c、物体在跟位移大小成正比，并且总指向平衡位置的力作用下的振动，叫做简谐运动。弹簧振子的振动只是简谐运动的一种。 例题1：教材P12“做一做” （理解简谐运动的特点） 归纳：1．回复力可以由振动方向的一个力充当，也可能是振动方向的合力。 2．垂直振动方向的受力与振动无关。 （演示：水平方向的弹簧振子）已知轻质弹簧的劲度系数为K，振幅为A。 从简谐运动的运动特点，我们来看它在运动过程中能量如何变化？让我们再来观察 提问1：振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？（外力对系统做功） 提问2：在A点，振子的动能多大？系统有势能吗？ 提问3：在O点，振子的动能多大？系统有势能吗？ 提问4：在B点，振子的动能多大？系统有势能吗？ 提问5：在C点，振子有动能吗？系统有势能吗？ 例题2：结合教材“思考与讨论”填空 振子的运动 A A至O O O至B B 位移s ? ? ? ? ? 速度v ? ? ? ? ? 回复力F ? ? ? ? ? 动能 ? ? ? ? ? 势能 ? ? ? ? ? 总能 ? ? ? ? ? 小结：振动物体都具有能量，能量的大小与振幅有关.振幅越大，振动的能量也越大。简谐运动过程是一个动能和势能的相互转化过程。 2、简谐运动的能量 a、简谐运动系统的机械能守恒, 动能和势能之间互相转化. b、机械能E=EKm=EPm c、实际振动中系统机械能会不断减少,所以简谐运动是理想化的振动. 【回顾小结】 一、回复力 振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比，方向与位移始终相反，这样的振动是简谐运动。 二、简谐运动的能量 1.简谐运动系统的机械能守恒, 动能和势能之间互相转化. 2.机械能E=EKm=EPm 3.实际振动中系统机械能会不断减少,所以简谐运动是理想化的振动. 4.动力学物理量周期和能量变化的周期 O O B A 学生讨论分析后，抽代表回答 学生随堂练习 OB O B A 随堂练习，学生讨论分析后，抽代表回答