振幅、周期和頻率

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1、振幅、周期和頻率教學(xué)目標(biāo)：1．知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的含義。2．理解周期和頻率的關(guān)系。3．知道振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率，并正確理解與振幅無(wú)關(guān)。重點(diǎn)難點(diǎn)：振幅、周期和頻率的物理意義；理解振動(dòng)物體的固有周期和固有頻率與振幅無(wú)關(guān)。教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)觀察、講授、討論，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。教具：彈簧振子，音叉，投影儀，計(jì)算機(jī)，大屏幕，自制CAI課件教學(xué)過(guò)程1．新課引入上節(jié)課講了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象和受力情況。我們知道振子在回復(fù)力作用下，總以某一位置為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在我們觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)。將振子拉到平衡位置O的右側(cè)

2、，放手后，振子在O點(diǎn)的兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振子的運(yùn)動(dòng)是否具有周期性？在圓周運(yùn)動(dòng)中，物體的運(yùn)動(dòng)由于具有周期性，為了研究其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，我們引入了角速度、周期、轉(zhuǎn)速等物理量。為了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，也需要引入新的物理量，即振幅、周期和頻率?！景鍟慷穹?、周期和頻率（或投影）2．新課講授實(shí)驗(yàn)演示：觀察彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，可知振子總在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明振子離開(kāi)平衡位置的距離在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，這就是我們要學(xué)的第一個(gè)概念——振幅?！景鍟?、振動(dòng)的振幅（或投影）在彈簧振子的振動(dòng)中，以平衡位置為原點(diǎn)，物體離開(kāi)平衡位置的距離有一個(gè)最大

3、值。如圖所示（用投影儀投影），振子總在AA’間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，振子離開(kāi)平衡位置的最大距離為OA或OA’，我們把OA或OA’的大小稱為振子的振幅?！景鍟浚?）、振幅A：振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離。（或投影）我們要注意，振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，而不是最大位移。這就意味著，振幅是一個(gè)數(shù)值，指的是最大位移的絕對(duì)值。【板書】振幅是標(biāo)量，表示振動(dòng)的強(qiáng)弱。（或投影）實(shí)驗(yàn)演示：輕敲一下音叉，聲音不太響，音叉振動(dòng)的振幅較小，振動(dòng)較弱。重敲一下音叉，聲音較響，音叉振動(dòng)的振幅較大，振動(dòng)較強(qiáng)。振幅的單位和長(zhǎng)度單位一樣

4、，在國(guó)際單位制中，用米表示?！景鍟浚?）、單位：m（或投影）由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有周期性，振子由某一點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，將回到該點(diǎn)，我們稱振子完成了一次全振動(dòng)。振子完成一次全振動(dòng)，其位移和速度的大小、方向如何變化？學(xué)生討論后得出結(jié)論：振子完成一次全振動(dòng)，其位移和速度的大小、方向與從該點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移和速度的大小、方向完全相同。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，物體運(yùn)動(dòng)一個(gè)圓周，所需時(shí)間是一定的。觀察振子的運(yùn)動(dòng)，并用秒表或脈搏測(cè)定振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，我們通常測(cè)出振子完成20～30次全振動(dòng)的時(shí)間，從而求出平均一次全振

5、動(dòng)的時(shí)間?？梢园l(fā)現(xiàn)，振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間是相同的?！景鍟?、振動(dòng)的周期和頻率（或投影）（1）、振動(dòng)的周期T：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的時(shí)間。振動(dòng)的頻率f：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)。（或投影）（2）、周期的單位為秒（s）、頻率的單位為赫茲（Hz）。（或投影）實(shí)驗(yàn)演示：下面我們觀察兩個(gè)勁度系數(shù)相差較大的彈簧振子，讓這兩個(gè)彈簧振子開(kāi)始振動(dòng)，用秒表或者脈搏計(jì)時(shí)，比較一下這兩個(gè)振子的周期和頻率。演示實(shí)驗(yàn)表明，周期越小的彈簧振子，頻率就越大?！景鍟?3)、周期和頻率都是表示振動(dòng)快慢的物理量。兩者的關(guān)系為

6、：T=1/f或f=1/T（或投影）舉例來(lái)說(shuō)，若周期T=0.2s，即完成一次全振動(dòng)需要0.2s，那么1s內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，就是1/0.2=5s-1.也就是說(shuō)，1s鐘振動(dòng)5次，即頻率為5Hz.實(shí)驗(yàn)演示：我們繼續(xù)觀察兩個(gè)振子的運(yùn)動(dòng),測(cè)出振子在不同情況下的周期.填下表:(可以讓學(xué)生獨(dú)立完成，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?振子1振子2振幅/cm125125周期/s1.21.21.30.80.80.7（該表可用投影儀投影，表中數(shù)據(jù)僅供參考）我們可以認(rèn)識(shí)到,同一個(gè)振子,其完成一次全振動(dòng)所用時(shí)間是不變的,但振動(dòng)的幅度可以調(diào)節(jié).不同的

7、振子,雖振幅可相同,但周期是不同的.【板書】3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期或頻率與振幅無(wú)關(guān)（或投影）實(shí)驗(yàn)演示（引導(dǎo)學(xué)生注意聽(tīng)）：敲一下音叉,聲音逐漸減弱,即振幅逐漸減小,但音調(diào)不發(fā)生變化,即頻率不變.【板書】振子的周期(或頻率)由振動(dòng)系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定,稱為振子的固有周期或固有頻率.（或投影）例如:一面鑼,它只有一種聲音,用錘敲鑼,發(fā)出響亮的鑼聲,鑼聲很快弱下去,但不會(huì)變調(diào).擺動(dòng)著的秋千,雖擺動(dòng)幅度發(fā)生變化,但頻率不發(fā)生變化.彈簧振子在實(shí)際的振動(dòng)中,會(huì)逐漸停下來(lái),但頻率是不變的.這些都說(shuō)明所有能振動(dòng)的物體,都有自己的固

8、有周期或固有頻率.課件演示通過(guò)課件演示，再現(xiàn)本課內(nèi)容，形象直觀，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到知識(shí)鞏固，理論升華的教學(xué)目的。鞏固練習(xí)（投影）1．一物體從平衡位置出發(fā),做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷了10s的時(shí)間，測(cè)的物體通過(guò)了200cm的路程.已知物體的振動(dòng)頻率為2Hz，該振動(dòng)的振幅為多大？2．A、B兩個(gè)完全一樣的彈簧振子，把A振子移到A的平衡位置右邊10cm，把B振子移到B的平衡位置右邊5cm，然后同時(shí)放手，那么：A.A、B運(yùn)動(dòng)的方