2012高考总复习物理教学案第29讲

2012高考总复习物理教学案第29讲内容摘要：

1、、周期和频率一、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通过观察演示实验，概括出机械振动的特征，培养学生的观察、概括能力；通过相关物理量变化规律的学习，培养分析、推理能力。 3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 2、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1演示机械振动钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球。 气垫弹簧振子、微型气源。 2分析相关物理量的变化、软盘、彩电(29 吋，代彩显)，投影幻灯、投影片、彩笔。 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机械振动振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请同学举例说明什么样的运动是振动。 说明微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动这些物体的运动都是振动。 演示几 3、个振动的实验，要求同学边看边想：物体振动时有什么特征。 (1)一端固定的钢板尺(2)单摆(3)弹簧振子(4)穿在橡皮绳上的塑料球提出问题：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的它们的运动有什么共同特征。 ：物体振动时有一中心位置，物体(或物体的一部分)在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。 明确：物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动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)弹簧振子演示气垫弹簧振子的振动。 通过同学的观察、分析、讨论得到：滑块的运动 4、是平动，可以看作质点。 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。 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 BOC 之间振动呢。 要求同学运用学过的力学知识认真分析、思考。 OCOB 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 5、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)简谐运动的特征说明弹簧振子在振动过程中，回复力的大小和方向与振子偏离平衡位置的位移有直接关系。 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。 演示：计算机模拟弹簧振子的振动引导同学分析、讨论：振子从 B 运动到 E 时，位移大小为|方向向右；振子从 C 运动到 D 时，位移大小为|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。 提出问题：弹簧振子振动时，回复力与位移是什么关系。 归纳同学的回答得到： 6、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。 明确：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。 写出 F；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 BOCOB 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， 7、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 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：BO 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：OC 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。 ：增大 减小 最大 M 零 0 向左 向右要求同学填 8、写指定表格，讨论 12 名同学的所填内容是否正确。 五、课堂小结1机械振动是一种很普遍的运动形式，大至地壳的振动，小至分子、原子的振动。 振动的特征是在中心位置两侧往复运动。 2为了研究简谐运动，我们运用了物理学中的理想化方法：从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的、非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型弹簧振子，并且研究了弹簧振子在无阻力的理想条件下的运动问题，理想化是研究物理问题常用的方法之一。 3简谐运动是一种简单的、基本的振动，许多物体的微小振动都可以看作是简谐运动，复杂的振动可以看作简谐运动的叠加，它的特征是：回复力与偏离平衡位置的位移成正比。 4简谐运动是一种变加速 9、运动。 六、说明1简谐运动中振子的“位移”x 实质是位置矢量，与运动学中讲的位移矢量不同，中学没有严格区分这两个矢量，我们通俗地把 x 说成是相对于平衡位置的位移。 2弹簧振子振动形成的原因，一是回复力的特点(总指向平衡位置)，二是振子的惯性，这是分析问题的关键。 振动物体过平衡位置对回复力是零，合力不一定是零，所以，我们给机械振动下定义时用的是中心位置，较为准确。 教材用平衡位置，我们也用平衡位置而不严格区分。 振幅、周期和频率一、教学目标：学重点：学难点：学方法：幅、件使学生理解振幅和位移、 解、实践等方法，边我们学过了直线运动，我们知道：对于匀速直线运动，所受合外力为零，描述该运动的物理量有位移、 10、时间和速度，对于匀变速直线运动，物体所受的合外力是恒量，描述它的物理量有时间、速度、位移和加速度，而上节课我们研究了合外力为回复力的简谐运动，那么描述简谐运动需要哪些物理量呢?谐运动是一种往复性的运动，而我们学过的匀速圆周运动也是一种往复性的运动，所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等物理量，本节课我们就来学习描述简谐运动的几个物理量板书：振幅、周期和频率新课教学(一)两种情况下，弹簧振子振动的范围大小不同；概括板书：同学们观察得很细，得到了正确的结论，在物理中，我们用振幅来描述物体的振动强弱.振幅是描述振动强弱的物理量；振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅；取一段琴 11、弦，使其两端固定且被张紧，用实物投影仪进行投影.第一次使琴弦的振幅小些，听它发出的声音的强弱；第二次使琴弦的振幅大些，幅和位移有什么区别?用实物投影仪投影弹簧振子所做的振动，并用 件模拟该运动.学生观察上述运动，并总结振幅和位移的区别和联系.学生代表答： 对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，位移是矢量，振幅等于最大位移的数值.(二)用多媒体展示如图所示的全振动物体从 学生描述：从点开始，一次全振动的完整过程 从 点开始，一次全振动的完整过程： 这两个弹簧振子以相同的振幅振动，什么来描述简谐运动的快慢呢?学生阅读课文后回答：用周期和频率来描述机械振动的快慢.老师总结并板书：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：频率，单位：赫兹.周期和频率之间的关系： ：如果改变弹簧振子的振幅、振动的周期是否会改变呢?(三)想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?教师同时演示两个不同的弹簧振子(弹簧不同，振子小球质量也不同)，学生观察到：两个弹簧振子的振动不。