簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量 阻尼振動(dòng)

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1、第六節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量阻尼振動(dòng)●本節(jié)教材分析本節(jié)從功能關(guān)系角度來(lái)深化對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)的認(rèn)識(shí).教學(xué)時(shí)，在復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒的基礎(chǔ)上，應(yīng)向?qū)W生說(shuō)明：在位移最大時(shí)，即動(dòng)能為零時(shí)，單擺的振幅最大，重力勢(shì)能最大；水平彈簧振子的振幅越大，彈性勢(shì)能越大，因此振幅越大，振動(dòng)的能量越大.對(duì)于豎直的彈簧振子，涉及彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能三者的變化，不要求從能量的角度對(duì)它進(jìn)行分析.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型，實(shí)際中發(fā)生的振動(dòng)都要受到阻尼的作用，如果阻尼很小，振動(dòng)物體受到的回復(fù)力大小與位移成正比，方向與位移相反，則物體的運(yùn)動(dòng)可以看作是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，這種將實(shí)際問(wèn)題理想化的方法，應(yīng)注意讓學(xué)生理會(huì).●教學(xué)目標(biāo)

2、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

3、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)方法1.多媒體展示彈簧振子和單擺的振動(dòng)過(guò)程，觀察、討論、閱讀課文，得到水平彈簧振子和單擺的振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況.2.多媒體、結(jié)合實(shí)驗(yàn)演示，得到阻尼振動(dòng)的概念.3.對(duì)比認(rèn)識(shí)各種振動(dòng)的特點(diǎn).●教學(xué)用具投影片、CAI課件、音叉、單擺、水平彈簧振子●教學(xué)過(guò)程出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo).1.會(huì)分析彈簧振子和單擺這兩種典型簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量及能量轉(zhuǎn)化情況.2.知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振幅與振動(dòng)系統(tǒng)能量的關(guān)系.3.初步建立阻尼振動(dòng)的概念學(xué)

4、習(xí)目標(biāo)完成過(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(shū)：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)A→OO→A′A′→OO→A能量的變化動(dòng)能增大減少增

5、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：單擺的運(yùn)動(dòng)A→OO→A′A′→OO→A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：①?gòu)椈烧褡踊騿螖[在振幅位置時(shí)具有什么能?該能量是如何獲得的?②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?③為什么在表格的總能量一欄填不變?(5)學(xué)生討論后得到：①?gòu)椈烧褡踊騿螖[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).②在平衡位置時(shí)振

6、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.③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(shū)：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)運(yùn)振動(dòng)：并讓學(xué)生畫(huà)出其運(yùn)動(dòng)的圖象，抽查在實(shí)物投影儀上評(píng)析：上述圖象中①是錯(cuò)誤的，因?yàn)槲覀冋故镜恼駝?dòng)都是從

7、振幅處起振的，所以①不對(duì)；②③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(kāi)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：①實(shí)際的單擺發(fā)生的振動(dòng).②敲擊音叉后音叉的振動(dòng).(3)學(xué)生描述觀察到的現(xiàn)象：單擺和音叉的振幅越來(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)