《1.简谐运动》集体备课教案设计

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4．了解描述简谐运动特征的物理量：振幅、周期、频率。

【教学重点】：

研究弹簧振子并分析弹簧振子的振动过程。

【教学难点】：

分析弹簧振子运动过程中各物理量的变化规律。

【教学流程】：

新课引入，生活中的机械振动（平衡位置）——弹簧振子——研究弹簧振子的运动过程——简谐运动及其特征的描述——总结

【教学过程】：

机械振动

1．机械振动及特点

我们在生活中常提到一词“振动”，这样一种运动形式在生活中很常见，请列举你所知道的“振动”。（钟摆、树梢在微风中摇摆、荡秋千、挑着物体行走时扁担颤动、拨动琴弦后琴弦振动、水中浮标上下浮动、地震、手机振动……）

演示实验，挂在弹簧中间的物块，左右做往复运动。

提问：根据前面列举的例子、演示的实验，振动这样一种运动形式有什么样的特点呢？（在某一位置周围往复运动，有一个“中心位置”，往复运动意味着具有“周期性”特点）我们把具有这样特点的运动（在某一中心位置两侧做往复运动）叫做机械振动，也通常简称“振动”。我们今天开始学习的新的一章，就主要研究机械振动这种运动形式的特点。这些特点给我们后面的研究一些启示：（1）“中心位置”很重要；（2）我们研究一次完整的运动情况就可以推测之后的运动情况。

2．平衡位置

首先来看“中心位置”，在振动过程中，物体以这个特殊位置为中心做往复运动，那这个位置到底如何确定呢？

请再看演示实验，如果物块不振动，它会静止在中间。只有让物块离开原来的位置并且释放，物块才开始振动。而振动开始后，物块做往复运动的中心位置就是静止时的位置。我们把这个位置叫做“平衡位置”，它是物体振动时做往复运动的中心位置，也是物体停止振动时所在的位置。

二、弹簧振子

现在我们来研究这种往复运动的特点。生活中的振动往往很复杂，我们现在寻找一个很简单的模型来研究。光滑的水平杆上套着一个小球，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，小球在杆上滑动，小球和水平杆之间的摩擦忽略不计，弹簧质量忽略不计。这样的系统称为弹簧振子。在这样的系统中，弹簧质量不计，可以只研究小球的运动，小球常称为振子。小球受力分析，竖直方向重力和支持力平衡，水平方向上只受弹簧弹力。不一定要用杆，只需要让竖直方向上重力和支持力平衡，水平只受弹簧弹力即可，也可以放置在光滑水平面上。

课堂上无法演示弹簧振子装置，因为小球和水平杆的摩擦较大，无法忽略。视频演示，气垫导轨上弹簧振子装置。振子静止时处于平衡位置O点，弹簧没有发生形变，长度为原长。把振子拉伸（或压缩）到某一位置释放，振子开始振动。注意观察弹簧拉伸和压缩的最大位置，还有运动在时间上有什么特点。

播放视频，观察到OA=OA’。

用flash演示弹簧振子运动模型，反复观看。

请学生讨论，能够观察到哪些运动特点？

（强调对振子运动对称性的体验）

研究弹簧振子的运动过程

深入地研究振子的运动情况，需要关注描述振子运动的物理量：位移、速度、加速度、能量。描述时注意位移、速度、加速度都是矢量，不仅关注大小，还需要关注方向。