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高二物理简谐运动的描述

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2、简谐运动的描述
教学目标:
  1.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义。
  2.理解周期和频率的关系。
  3.知道振动物体的固有周期和固有频率,并正确理解与振幅无关。
重点难点:振幅、周期和频率的物理意义;理解振动物体的固有周期和固有频率与振幅无关。
教学方法:实验观察、讲授、讨论,计算机辅助教学。
教 具:弹簧振子,音叉,
教学过程
  1.新课引入
  上节课讲了简谐运动的现象和受力情况。我们知道振子在回复力作用下,总以某一位置为中心做往复运动。现在我们观察弹簧振子的运动。将振子拉到平衡位置O的右侧,放手后,振子在O点的两侧做往复运动。振子的运动是否具有周期性?
  在圆周运动中,物体的运动由于具有周期性,为了研究其运动规律,我们引入了角速度、周期、转速等物理量。为了描述简谐运动,也需要引入新的物理量,即振幅、周期和频率。
  2.新课讲授
  实验演示:观察弹簧振子的运动,可知振子总在一定范围内运动。说明振子离开平衡位置的距离在一定的数值范围内,这就是我们要学的第一个概念--振幅。
  (1)、振幅A:振动物体离开平衡位置的最大距离。我们要注意,振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离,而不是最大位移。这就意味着,振幅是一个数值,指的是最大位移的绝对值。
  【板书】2、振动的周期和频率
  (1)、振动的周期T:做简谐运动的物体完成一次全振动的时间。
  振动的频率f:单位时间内完成全振动的次数。
  (2)、周期的单位为秒(s)、频率的单位为赫兹(Hz)。
  实验演示:下面我们观察两个劲度系数相差较大的弹簧振子,让这两个弹簧振子开始振动,用秒表或者脉搏计时,比较一下这两个振子的周期和频率。演示实验表明,周期越小的弹簧振子,频率就越大。
  【板书】(3)、周期和频率都是表示振动快慢的物理量。两者的关系为:T=1/f 或 f=1/T
  举例来说,若周期T=0.2s,即完成一次全振动需要0.2s,那么1s内完成全振动的次数,就是1/0.2=5s-1.也就是说,1s钟振动5次,即频率为5Hz.
  【板书】3、简谐运动的周期或频率与振幅无关
  实验演示(引导学生注意听):敲一下音叉,声音逐渐减弱,即振幅逐渐减小,但音调不发生变化,即频率不变.
  【板书】 振子的周期(或频率)由振动系统本身的性质决定,称为振子的固有周期或固有频率.
  例如:一面锣,它只有一种声音,用锤敲锣,发出响亮的锣声, 锣声很快弱下去,但不会变调.摆动着的秋千,虽摆动幅度发生变化,但频率不发生变化.弹簧振子在实际的振动中, 会逐渐停下来,但频率是不变的.这些都说明所有能振动的物体,都有自己的固有周期或固有频率.
  巩固练习:
  1.A、B两个完全一样的弹簧振子,把A振子移到A的平衡位置右边10cm,把B振子移到B的平衡位置右边5cm,然后同时放手,那么:
  A. A、B运动的方向总是相同的.
  B. A、B运动的方向总是相反的.
  C. A、B运动的方向有时相同、有时相反.
  D. 无法判断A、B运动的方向的关系.
  作业
  1.动手作业:同学们自己制作一个弹簧振子,观察其运动.分别改变振子振动的振幅、弹簧的劲度和振子的质量,其周期和频率是否变化?
  2.书面作业:把课本162页练习二(1)、(2)题做在练习本上.


课 件下 载


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