2022年西北师大附中高一物理奥赛教案第六节简谐运动的能量阻尼振动.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 课题第六节名师精编优秀教案阻尼振动简谐运动的能量学问目标：1知道振幅越大,振动的能量（总机械能）越大；2对单摆,应能依据机械能守恒定律进行定量运算；3对水平的弹簧振子,应能半定量地说明弹性势能与动能的转化；4知道什么是阻尼振动和阻尼振动中能量转化的情形；教学 5知道在什么情形下可以把实际发生的振动看作简谐运动；目标 才能目标：1分析单摆和弹簧振子振动过程中能量的转化情形,提高同学分 析和解决问题的才能；2通过阻尼振动的实例分析,提高处理实际问题的才能；德育目标：课型 新授课课时 重点难点教学 方法教具1 课时1对简谐运动中能量转化和守恒的详细分

2、析；2什么是阻尼振动；简谐运动中能量的转化；1展现弹簧振子和单摆的振动过程,观看、争论、阅读课文,得到水平弹簧振子和单摆的振动过程中动能和势能的转化情形；2结合试验演示,得到阻尼振动的概念；3对比熟悉各种振动的特点；音叉、单摆、水平弹簧振子；教学过程摘要 单摆和弹簧振子都能做简谐运动,振幅越大,振动能量越大；简谐运动是一种理 想化模型,实际中发生的振动都要受到阻尼的作用,假如阻尼很小,振动物体受到的 回复力大小与位移成正比,方向与位移相反,就物体的运动可以看作是简谐运动,这名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编

3、优秀教案种将实际问题抱负化的方法,应留意让同学体会；引言 演示：取一个单摆,将摆球拉到肯定高度后释放,观看它的摇摆,最终同学概括现象：单摆的振幅会越来越小,最终停下来；问题：实际振动的单摆为什么会停下来？单摆在振动过程中,从功能关系来看,哪些力对摆球做功,摆球的能量如何转化？今日我们就来争论这些问题；新课教学：一、简谐运动的能量1简谐运动的能量 水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸,松手后做简谐运动；单摆的摆球被拉到某 一位置后做简谐运动；如下图所示；A O A A A O 问题：做简谐运动的物体运动过程中具有什么能呢？摸索回答：动能和势能；建立概念：做简谐运动的物体具有的动能和势能的总和叫做简谐

4、运动的能量；提出问题： 物体在做简谐运动的过程中所具有的动能和势能是变化的吗？是如何 变化的呢？同学活动设计 1：分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情形,同学争论分析 后,抽代表回答,并把结果填入表中；表一：弹簧振子运动过程中的能量转化；名师归纳总结 振子的运动AOOAA OOA第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 动能名师精编优秀教案增大削减增大削减能量的变化势能削减增大削减增大总能不变不变不变不变表二：单摆运动运动过程中的能量转化；单摆的运动动能AOOAA OOA增大削减增大削减能量的变化势能削减增大削减增大总能不变不变不变不变

5、摸索题： 弹簧振子或单摆在振幅位置时具有什么能？该能量是如何获得的 . 振子或单摆在平稳位置时具有什么能？该能量又是如何获得的？ 为什么在表格的总能量一栏填不变？同学争论后得到： 弹簧振子或单摆在振幅位置时具有弹性势能或重力势能,这些能量是由于外力对振子或摆球做功并使外界的能量转化为弹性势能或重力势能储存起来； 在平稳位置时振子或摆球都具有动能,而来的；这个能量是由重力势能或弹性势能转化 由于在振子和摆球的振动过程中,只有弹力或只有重力做功,系统的机械能守恒；总结：A点,E P最大重力或弹簧弹力做功O 点,EK最大克服重力或弹簧弹力做功A点,EP 最大E PEKE KEP即在外力的作用下,使振

6、子或摆球振动起来,外力对它们做的功越多,振子或摆 球获得的势能也越大,同时振幅也越大；振子或单摆振动起来之后,由于是简谐运动,所以能量守恒,此后它的振幅将保 持不变；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案2做简谐运动的物体的能量变化规律 运动过程中,只有重力和系统内弹力做功,系统的机械能守恒；提出问题：做简谐运动的物体（或系统）具有的能量与哪些因素有关呢？3系统的能量与振幅有关,振幅越大,能量越大；练习： 重复弹簧振子和单摆的简运振动：并让同学画出其运动的图象；抽查：在上述图象中是错误的,由于我们展现的

7、振动都是从振幅处起振的,所 以不对；都是正确的,之所以不同是由于所选定的正方向不同而产生的；摸索： 如弹簧振子和单摆静止在平稳位置,某时刻突然有一颗子弹在瞬时射入其 中,以此时刻开头计时,画出弹簧振子和单摆的简运振动图象；（只有图正确）二、阻尼振动 过渡：上边我们争论了简谐运动中能量的转化,对简谐运动而言,一旦供应振动 系统以肯定的能量,使它开头振动,由于机械能守恒,它就以肯定的振幅永不停息地 振动下去,所以简谐运动是一种抱负化的振动；下边我们来观看两个实际振动；演示： 实际的单摆发生的振动； 敲击音叉后音叉的振动；观看到的现象：单摆和音叉的振幅越来越小,最终停下来；争论并说明现象：在单摆和音

8、叉的振动过程中,不行防止地要克服摩擦及其他阻力做功,系统的机械能就要损耗,振动的振幅就会逐步减小,机械能耗尽之时,振动就会停下来了；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案总结：1概念：由于振动系统受到摩擦和其他阻力,即受到阻尼作用,系统的机械能 随着时间而削减,同时振幅也逐步减小,这样的振动叫阻尼振动；2图象：3影响振幅减小的因素 振动系统所受的阻力大小；阻尼越小,振幅减小得越慢；阻尼过大时,系统将不 能发生振动；所谓“ 阻尼” 是指消耗系统能量的因素,它主要分两类：一类是摩擦阻尼,例如 单摆运动时的空

9、气阻力等；另一类是辐射阻尼,例如音叉发声时,一部分机械能随声 波辐射到四周空间,导致音叉振幅减小；4阻尼振动的防止和利用 防止：减小阻力,如,试验中的弹簧振子、单摆等；应用：增大阻力,如,磁电式灵敏外表的指针等；5无阻尼振动（1）概念：假如外界不断给振动系统补充由于阻尼存在而导致的能量损耗,从而使振动的振幅不变,我们把这类振动叫无阻尼振动；或,把振幅不变的振动叫无阻尼振动；问题：怎样才能使一个物体做无阻尼振动呢？（2）方法：按振动系统的固有周期,周期性的适量的补充能量；如,摆钟的发 条；妈妈推孩子荡秋千等；同学活动设计 2：阅读课文,回答在什么情形下,阻尼振动可以作为简谐振动来 处理 . （3

10、）当阻尼很小时,在一段不太长的时间内,看不出振幅有明显的减小,就可名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案以把它作为简谐运动来处理；结论通过本节课的学习,我们知道了：1振动物体都具有能量,能量的大小与振幅有关；振幅越大,振动的能量也越大；2对简谐运动而言,振动系统一旦获得肯定的机械能,振动起来,这一个能量就始终保持不变,只发生动能与势能的相互转化；3振动系统由于受到外界阻尼作用,振动系统的能量逐步减小,振幅逐步减小,这种振动叫阻尼振动,实际的振动系统都是阻尼振动,简谐振动只是一种抱负的模型；参考文献：1

11、人民训练出版社物理室编著物理其次册老师教学用书北京：人民训练出版社, 2003. 2 人民训练出版社物理室编著物理其次册（必修加选修）北京：人民训练出版社, 2006. 3 人民训练出版社、 延边训练出版社编著物理其次册 （必修加选修） 教案吉林：延边训练出版社,2022. 4 人民训练出版社、延边训练出版社编著教材精析精练高一物理（下）老师用书吉林：延边训练出版社,2006.巩固练习：1 ABC ）A 等于在平稳位置时振子的动能；B等于在最大位移时弹簧的弹性势能；C等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和；D位移越大振动能量也越大；名师归纳总结 2单摆小球质量为m,摆长为 l,摆角为 （ ,以平稳位置处重力势第 6 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 能为0,就此单摆的振幅为名师精编优秀教案_,振动能量为_,摆球通过最低点时的速度为；（l ； mgl cos ；2gl 1cos）布置作业：教学后记：名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页