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高一物理教案:机械运动

来源:101教育网整理 2015-05-14 字体大小: 分享到:


一、教学目标:
1.知道机械振动是物体机械运动的另一种形式。知道机械振动的概念。
2.知道什么是简谐运动,理解简谐运动回复力的特点。
3.理解简谐运动在一次全振动过程中加速度、速度的变化情况。
4.知道简谐运动是一种理想化模型,了解简谐运动的若干实例,知道判断简谐运动的方法以及研究简谐运动的意义。
5.培养学生的观察力、逻辑思维能力和实践能力。
二、教学重点:简谐运动的规律
三、教学难点:简谐运动的运动学特征和动力学特征
四、教学方法:实验演示
五、教 具:轻弹簧和小球,水平弹簧振子
六、教学过程
(一)新课引入:演示图1所示实验,在弹簧下端挂一个小球,拉一下小球,引导学生注意观察小球的运动情况。(培养学生观察实验的能力)
提问学生:小球的运动有哪些特点?(引发思考,激发兴趣)
学生讨论,然后请一位学生归纳。(培养学生表达能力)
师生共同分析后,抓住“中心两侧”和“往复性”两个基本特征,得出“机械振动”的概念。
师生一起列举生活中有关振动的例子,增强感性认识,进一步提出,“研究振动要从最简单、最基本的振动入手,这就是简谐运动”。(这实际上是交给学生一种研究问题的方法)
(二)进行新课
1、简谐运动的特点 演示:水平弹簧振子(小球)的振动(提醒学生注意观察他们振动的时间),(建立理想模型概念,隐含振动产生的条件。)
说明:小球和滑块质量相同,连接的弹簧也相同(为避免这些因素对问题分析的干扰)。
提出问题(由学生思考回答)
①、为什么振动会停下来?(原因是小球受摩擦阻力较大,滑块受到的阻力小。)
②、如果小球受到更大的摩擦阻力,其结果如何?(振动时间更短,甚至不振动。)
③、如果把小球受到的阻力忽略不计,弹簧的质量比小球的质量小得多,也忽略不计,其结果如何?(小球将持续振动。)(通过这些问题,引发学生思考,培养学生的探究精神和推理能力)
“我们又遇到了一个理想化的物理模型,如图2所示。(教师要讲明“理想化”理想在那里,培养学生的建模能力。此时,一个理想化的物理模型已经在学生的头脑中牢固的建立了起来。)
(2)将场景切换到“位移”。让学生了解弹簧振子的运动特点:振子作的是位移周期性变化的运动。通过演示,进一步指出,振子的位移起点总是从平衡位置开始的,位移的大小就等于弹簧的形变量。(为下一步得出胡克定律及回复力的特点埋下伏笔)(注意培养学生观察能力)
(3)将场景切换到“回复力”。;通过演示让学生了解回复力的变化特点,抓住简谐运动的动力学特征,适时提出胡克定律,得出简谐运动的定义。
提问:回复力的方向怎样?回复力的大小怎样?
引导学生回答:回复力的大小与位移大小成正比,方向总是指向平衡位置,即F=-kx,从而得出简谐运动的定义。(从感性认识上升到理性认识,实现认识上的第一次飞跃。)
(4)将场景切换到“加速度”。演示加速度的变化情况。通过演示让学生知道,简谐运动是一个加速度不断变化的运动,即变加速运动。这就是简谐运动的运动学特征。
提问;加速度的方向怎样?大小如何变化?根据牛顿第二定律,你能写出加速度的表达式吗?
(培养学生运用学过的知识解决新问题的能力,加强知识迁移能力的培养。)
(5)最后将场景切换到“速度”。让学生观察简谐运动的速度特点,速度的大小和方向也是周期性变化的。
提问:根据振子速度大小的变化,你能确定振子加速度的方向吗?(从多个角度培养学生应用所学知识解决问题的能力,养成勤于思考的好习惯)
至此,学生对简谐运动的运动学特征和动力学特征已经有了全面的了解,了解了简谐运动的物理实质,基本完成了教学目标。
2、概括归纳,继续加强
通过教材练习一(2)题(见下表),让学生进一步归纳、总结简谐运动中各物理量的变化,进一步明确简谐运动的特点,即位移、回复力、加速度、速度等物理量都是周期性变化的,从更高层次上把握简谐运动的规律,这也为下一节振幅、周期和频率的学习做好了准备。
(三)知识应用:教师提出问题:用轻弹簧悬挂一个振子,让它在竖直方向振动起来,你能说明振子的运动是简谐运动吗?(学以致用,解决实际问题,使学生从理性认识再上升到感性认识,实现认识上的第二次飞跃。)
(四)布置作业:
1、书面作业:画出简谐运动的物体的回复力F随位移x变化的图像,并说明图像的物理意义
2、动手动脑作业:用一根均匀的橡皮筋悬挂着一个质量为m的小球,让小球在竖直方向上做简谐运动,则小球运动过程中可能的最小和最大加速度多大?橡皮筋可能的最大弹力多大?
说明:
简谐运动是力学中的一个重点内容,也是综合运用运动学和动力学知识解决实际问题的一个具体例子。教学的重点是要学生理解简谐运动的规律,难点是要让学生理解简谐运动的运动学特征和动力学特征。在教学中注意通过计算机辅助教学,可以较好的进阶教学的重点和难点,同时也调动了学生的积极性,使学生主动应用学到的新知识解决实际问题,从而收到较好的教学效果。

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