教学过程 [课间休息]

　　播放世界名曲

[引入新课]

实验演示：水平方向、竖直方向弹簧振子和单摆的运动。

[新课教学]

一、机械振动：

提问：上述物体的运动就是我们今天要研究的机械振动，

　　　那么上述运动有什么特点呢？

学生讨论、回答：来回运动，具有往复性

提问：凡是往复运动都是振动吗？如：人在教室里来回走动、人拍皮球时皮球的运动是否是振动？

学生讨论并回答：物体振动时，必然在某一中心位置的两

　　　　　侧往复运动。

教师：这一中心位置叫平衡位置。

1．机械振动：物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做

　　　　　　机械振动，通常简称为振动。

　学生举例，生活中的机械振动：水中的浮标、风中晃动

　　　　　　的树枝、钟摆的运动、所有发声的物体等等。

　亲身感受：用手感受声带的振动，音叉的振动等。

2．产生振动的条件：

提问：上述物体为什么会作振动？

回忆：物体的运动与受力情况和初速度的关系紧密相关。

如：匀速直线运动--合外力为零；

平 抛 运 动 --只受重力作用，初速度水平；

　　匀速圆周运动--合外力大小不变，方向始终指向圆

　　　　　　　　　　心。

结论：物体的运动变化和所受外力紧密相关。

实验演示：气垫导轨上水平方向弹簧振子的运动。

学生分析振子振动中的受力情况：重力、支持力、弹力

学生讨论：重力和支持力平衡，振子的运动由弹簧弹力造

　　　　　成。

现象观察：（电脑模拟展示）

　　振子在平衡位置左侧时，弹力向右；

　　振子在平衡位置右侧时，弹力向左；

　　弹簧的弹力总指向平衡位置。

归纳：回复力：振动物体离开平衡位置后就要受到指向平

衡位置的力的作用，使振动物体返回平衡

位置，这样的力叫做回复力。

　　 回复力的特点：始终指向平衡位置。

　　　回复力的作用：使振动物体回到平衡位置。（振动物

　　　　　　　　　　体远离平衡位置时，使物体做减速

　　　　　　　　　　运动；振动物体向平衡位置运动时，

　　　　　　　　　　使物体做加速运动。）

（1）条件一：物体受到回复力的作用。

提问：竖直方向的弹簧振子和摆球运动的回复力由谁提

　　　供？

电脑模拟展示动态过程：

　归纳：回复力是振动物体所受的指向平衡位置的合外力，

　　　　是根据效果命名的效果力。可以由某一个力、某

　　　　几个力的合力或某个力的分力提供。

　　　（和向心力进行比较）

提问：在实际生活中的振动最后都会停止，为什么？

学生回答：要受到阻力的作用。

实验演示：摆球在空气中和水中振动。

提问：有什么区别？为什么？

学生观察并回答：水中阻力大，振动次数少；空气中阻力小振动次数多。

　　（2）条件二：阻力足够小；

二、简谐运动

　　研究振动要从最简单、最基本的振动着手，这种振动叫做简谐振动（振动过程中所受阻力为零）。

实验演示：气垫导轨上滑块在弹簧作用下的振动。

　　滑块所受的阻力可以忽略不计，弹簧的质量比滑块小得多，也可忽略不计，这样的系统称之为弹簧振子。

1．简谐振动的位移--对平衡位置的位移：

实验演示：气垫导轨上滑块的振动

简谐运动中位移大小：振子离开平衡位置的距离。

方向：由平衡位置指向物体所在位置。

电脑展示振子运动过程中位移的变化情况。

2．简谐运动中的回复力：

　实验演示：气垫导轨上滑块的运动

　学生分析：振动过程中所需要的回复力由弹簧的弹力提

　　　　　　供。

　动画模拟：简谐运动过程中的回复力和位移之间的关系。

　学生讨论，得出结论：

　结论：简谐运动过程中回复力与位移大小成正比，

　　　　方向与位移方向相反。

（是判断一个振动是否为简谐运动的依据。）

3．简谐运动的规律：

简谐运动中位移、回复力、加速度和速度的大小和方向均无时不刻不在变化，它们的变化具有什么样的规律呢？

学生根据实验现象思考讨论。

动画模拟：分别展示弹簧振子在振动过程中x、F、a、v的大小和方向变化情况：

逐步完成表格：

振子的

运动 A→O O→A' A'→O O→A 方向 大小 方向 大小 方向 大小 方向 大小 位移x O→A 变小 O→A' 变大 O→A' 变小 O→A 变大 回复力F A→O 变小 A'→O 变大 A'→O 变小 A→O 变大 加速度a A→O 变小 A'→O 变大 A'→O 变小 A→O 变大 速度v A→O 变大 O→A' 变小 A'→O 变大 O→A 变小 结论：

1．位移方向始终由平衡位置指向物体所在位置；

回复力、加速度的方向始终指向平衡位置。

2．位移和回复力：大小同步，方向相反

　回复力和加速度：大小和方向均同步

3．靠近平衡位置：位移、回复力、加速度均变小；速度变

　　　　　　大。

离开平衡位置：位移、回复力、加速度均变大；速度变小。

平衡位置处： 位移、回复力、加速度均最大；速度最小。

最大位移处： 位移、回复力、加速度均最小；速度最大。

[课堂小结]

1． 机械振动及其条件

2． 简谐运动及其条件

3． 简谐运动中各物理量的变化规律

[作业]

复习教学内容，完成书P160/练习一（1）、（2）、（3）、（4）