高中物理 第1章 机械振动 1.2 振动的描述教案 鲁科版选修.doc

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1、第二节振动的描述三维教学目标1、知识与技能(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;(4)掌握简谐运动的表达式,正确理解振幅、相位、初相的概念。2、过程与方法:3、情感、态度与价值观:教学重点:振幅、周期和频率的概念。教学难点: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。教学教具:弹簧振子,音叉。(一)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

2、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。(二)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

3、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。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)。(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。3、简谐运动的周期或频率与振幅无

4、关实验演示: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。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1:一面锣,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。4、简谐运动的位移图象——振动图象简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢?简谐运动的位移指的是什么位移?(相对平衡位置的位

5、移)演示:当弹簧振子振动时,沿垂置于振动方向匀速拉动纸带,毛笔P就在纸带上画出一条振动曲线。说明:匀速拉动纸带时,纸带移动的距离与时间成正比,纸带拉动一定的距离对应振子振动一定的时间,因此纸带的运动方向可以代表时间轴的方向,纸带运动的距离就可以代表时间。实际应用例子:心电图仪、地震仪。理论和实验都证明:简谐运动的振动图象都是正弦或余弦曲线。

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