2019-2020年高中物理簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量教案3 新人教版選修3-4教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1.知道振幅越大，振動(dòng)的能量(總機(jī)械能)越大；2.對(duì)單擺，應(yīng)能根據(jù)機(jī)械能守恒定律進(jìn)行定量計(jì)算；3.對(duì)水平的彈簧振子，應(yīng)能定量地說(shuō)明彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化；4.知道什么是阻尼振動(dòng)和阻尼振動(dòng)中能量轉(zhuǎn)化的情況.5.知道在什么情況下可以把實(shí)際發(fā)生的振動(dòng)看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).二、能力目標(biāo)1.分析單擺和彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力.2.通過(guò)阻尼振動(dòng)的實(shí)例分析，提高處理實(shí)際問(wèn)題的能力.三、德育目標(biāo)1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的相互轉(zhuǎn)化情況，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物質(zhì)世界遵循對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律觀點(diǎn)的滲透.2.振動(dòng)有多種不同類型說(shuō)明各種運(yùn)動(dòng)形式都是普遍性下的特殊性的具體體現(xiàn).教學(xué)重點(diǎn)1.對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中能量轉(zhuǎn)化和守恒的具體分析.2.什么是阻尼振動(dòng).教學(xué)難點(diǎn)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中能量的轉(zhuǎn)化.教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課1.演示：取一個(gè)單擺，將其擺球拉到一定高度后釋放，觀察它的單擺擺動(dòng)，最后學(xué)生概括現(xiàn)象；2.現(xiàn)象：?jiǎn)螖[的振幅會(huì)越來(lái)越小，最后停下來(lái).3.教師講解引入：實(shí)際振動(dòng)的單擺為什么會(huì)停下來(lái)，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)問(wèn)題.板書：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量 阻尼振動(dòng).二、新課教學(xué)1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量(1)用多媒體模擬：水平彈簧振子在外力作用下把它拉伸，松手后所做的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).單擺的擺球被拉伸到某一位置后所做的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；如下圖甲、乙所示(2)試分析彈簧振子和單擺在振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化情況，并填入表格.表一：振子的運(yùn)動(dòng)AOOAAOOA能量的變化動(dòng)能增大減少增大減少勢(shì)能減少增大減少增大總能不變不變不變不變表二：?jiǎn)螖[的運(yùn)動(dòng)AOOAAOOA能量的變化動(dòng)能增大減少增大減少勢(shì)能減少增大減少增大總能不變不變不變不變(3)學(xué)生討論分析后，抽代表回答，并把結(jié)果填入表中.(4)用實(shí)物投影儀出示思考題：彈簧振子或單擺在振幅位置時(shí)具有什么能?該能量是如何獲得的?振子或單擺在平衡位置時(shí)具有什么能?該能量又是如何獲得的?為什么在表格的總能量一欄填不變? (5)學(xué)生討論后得到：彈簧振子或單擺在振幅位置時(shí)具有彈性勢(shì)能或重力勢(shì)能，這些能量是由于外力對(duì)振子或擺球做功并使外界的能量轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能或重力勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái).在平衡位置時(shí)振子或擺球都具有動(dòng)能，這個(gè)能量是由重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的.因?yàn)樵谡褡雍蛿[球的振動(dòng)過(guò)程中，只有彈力或只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.(6)教師總結(jié)在外力的作用下，使振子或擺球振動(dòng)起來(lái)，外力對(duì)它們做的功越多，振子或擺球獲得的勢(shì)能也越大，同時(shí)振幅也越大；振子或單擺振動(dòng)起來(lái)之后，由于是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所以能量守恒，此后它的振幅將保持不變.板書：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是理想化的振動(dòng)，振動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)的能量守恒；系統(tǒng)的能量與振幅有關(guān)，振幅越大，能量越大.(7)用多媒體重新展示振子和彈簧的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：并讓學(xué)生畫出其運(yùn)動(dòng)的圖象：上述圖象中是錯(cuò)誤的，因?yàn)槲覀冋故镜恼駝?dòng)都是從振幅處起振的，所以不對(duì)；都是正確的，之所以不同是由于所選定的正方向不同而產(chǎn)生的.2.阻尼振動(dòng)(1)過(guò)渡引言：上邊我們研究了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中能量的轉(zhuǎn)化，對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)而言，一旦供給振動(dòng)系統(tǒng)以一定的能量，使它開始振動(dòng)，由于機(jī)械能守恒，它就以一定的振幅永不停息地振動(dòng)下去，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的振動(dòng).下邊我們來(lái)觀察兩個(gè)實(shí)際振動(dòng).(2)演示：實(shí)際的單擺發(fā)生的振動(dòng).敲擊音叉后音叉的振動(dòng).(3)學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象：?jiǎn)螖[和音叉的振幅越來(lái)越小，最后停下來(lái).(4)討論并解釋現(xiàn)象在單擺和音叉的振動(dòng)過(guò)程中，不可避免地要克服摩擦及其他阻力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能就要損耗，振動(dòng)的振幅就會(huì)逐漸減小，機(jī)械能耗盡之時(shí)，振動(dòng)就會(huì)停下來(lái)了.(5)要求學(xué)生畫出上述單擺和音叉的運(yùn)動(dòng)圖象：(6)教師總結(jié)并板書：由于振動(dòng)系統(tǒng)受到摩擦和其他阻力，即受到阻尼作用，系統(tǒng)的機(jī)械能隨著時(shí)間而減少，同時(shí)振幅也逐漸減小，這樣的振動(dòng)叫阻尼振動(dòng).阻尼過(guò)大時(shí)，系統(tǒng)將不能發(fā)生振動(dòng)；阻尼越小，振幅減小得越慢.(7)講解：所謂“阻尼”是指消耗系統(tǒng)能量的因素，它主要分兩類：一類是摩擦阻尼，例如單擺運(yùn)動(dòng)時(shí)的空氣阻力等；另一類是輻射阻尼，例如音叉發(fā)聲時(shí)，一部分機(jī)械能隨聲波輻射到周圍空間，導(dǎo)致音叉振幅減小.如果外界不斷給振動(dòng)系統(tǒng)補(bǔ)充由于阻尼存在而導(dǎo)致的能量損耗，從而使振動(dòng)的振幅不變，我們把這類振動(dòng)叫無(wú)阻尼振動(dòng).無(wú)阻尼振動(dòng)也是等幅振動(dòng).(8)學(xué)生閱讀課文，回答在什么情況下，阻尼振動(dòng)可以作為簡(jiǎn)諧振動(dòng)來(lái)處理?學(xué)生答：當(dāng)阻尼很小時(shí)，在一段不太長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，看不出振幅有明顯的減小，就可以把它作為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)來(lái)處理.四、小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了：1.振動(dòng)物體都具有能量，能量的大小與振幅有關(guān).振幅越大，振動(dòng)的能量也越大.2.對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)而言，振動(dòng)系統(tǒng)一旦獲得一定的機(jī)械能，振動(dòng)起來(lái)，這一個(gè)能量就始終保持不變，只發(fā)生動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化.3.振動(dòng)系統(tǒng)由于受到外界阻尼作用，振動(dòng)系統(tǒng)的能量逐漸減小，振幅逐漸減小，這種振動(dòng)叫阻尼振動(dòng)，實(shí)際的振動(dòng)系統(tǒng)都是阻尼振動(dòng)，簡(jiǎn)諧振動(dòng)只是一種理想的模型.五、教學(xué)后記：