劉靈梅

[摘 要]關(guān)于簡(jiǎn)介運(yùn)動(dòng)本節(jié)內(nèi)容是物理選修模塊，根據(jù)課標(biāo)要求，通過觀察和分析理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征，能用公式和圖像描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征，并比較做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在不同位置所受的力、速度、加速度、動(dòng)能和勢(shì)能。

[關(guān)鍵詞]簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；受力；位置

本節(jié)可分兩課時(shí)完成：

第一課時(shí)，認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)并培養(yǎng)分析和解決問題的能力.

第二課時(shí)，歸納總結(jié)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征.

本節(jié)內(nèi)容為第一課時(shí)。本節(jié)倡導(dǎo)積極主動(dòng)，勇于探索的學(xué)習(xí)精神，注重提高學(xué)生的物理思維能力，養(yǎng)成總結(jié)歸納的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

為此我從幾個(gè)方面著手：

一、通過圖片展示，認(rèn)識(shí)機(jī)械振動(dòng)不同于前面所學(xué)的運(yùn)動(dòng)，是具有往復(fù)、周期性的運(yùn)動(dòng)。

二、通過實(shí)物水平彈簧振子的運(yùn)動(dòng)、豎直彈簧振子的運(yùn)動(dòng)，展示觀察總結(jié)位移大小和方向的變化。這是本節(jié)課的重點(diǎn)。

三、通過位移一時(shí)間的圖像，分析運(yùn)動(dòng)的位移的變化規(guī)律。

案例片段描述：

【引入新課】展示：彈吉他、音叉、敲鼓以及小鳥飛離枝頭等圖片，擺鐘、蕩秋千動(dòng)畫，引出機(jī)械振動(dòng)，并說明最簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

【學(xué)生甲】導(dǎo)學(xué)案展示：

1. 什么是彈簧振子？“彈簧振子”這個(gè)理想模型，理想在哪？

一個(gè)輕質(zhì)彈簧連接一個(gè)小球，在光滑水平面運(yùn)動(dòng)，小球和彈簧所組成的系統(tǒng)稱做彈簧振子或簡(jiǎn)稱振子。理想忽略摩擦力 、忽略彈簧質(zhì)量系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

2. 什么是彈簧振子的平衡位置？該位置在振動(dòng)方向上所受合外力如何？請(qǐng)分析下圖中彈簧振子的平衡位置彈簧處于什么狀態(tài)？

靜止時(shí)所處的位置就是振子的平衡位置，在該位置沿振動(dòng)

方向合外力為0。①圖中平衡位置為彈簧原長(zhǎng)

②圖中為重力和彈力相等的位置。

3.彈簧振子在運(yùn)動(dòng)過程中，不同時(shí)刻的位移都是以哪個(gè)位置為起點(diǎn)的？畫出下圖中B、C兩點(diǎn)的位移，并說明位移方向如何？大小如何？分析小球在靠近和遠(yuǎn)離平衡位置過程中，位移分別是如何變化的？

位移是以平衡位置為起點(diǎn)的，方向如圖，B點(diǎn)位移方向像左，C點(diǎn)位移方向向右，位移大小為OB、OC段長(zhǎng)度，小球在靠近平衡位置時(shí)

位移減小，遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)位移增大。

【老師強(qiáng)調(diào)】平衡位置是指受力平衡的位置，通過受力平衡確定平衡位置，我們規(guī)定位移的方向以平衡位置為起點(diǎn)指向末位置，

【老師提問】向左運(yùn)動(dòng)經(jīng)過B點(diǎn)和返回經(jīng)過B點(diǎn)位移方向如何？

【學(xué)生甲】?jī)纱谓?jīng)過B點(diǎn)的位移方向相反，向左經(jīng)過b位移方向向左，返回經(jīng)過B時(shí)位移方向向右。

【學(xué)生乙】不對(duì)，位移的方向始終都由平衡位置指向末位置所以兩次經(jīng)過的位移是相同的

【老師】那么甲同學(xué)錯(cuò)在哪里？

【學(xué)生丙】他把運(yùn)動(dòng)方向當(dāng)作了位移方向了。

【老師總結(jié)】只要經(jīng)過同一位置位移方向就是相同的，而且位移方向始終是背離平衡位置的，連續(xù)兩次經(jīng)過同一位置不同的是速度方向，而且只要遠(yuǎn)離平衡位置，位移就是增加的，靠近平衡位置時(shí)位移就是減小的。

那么如何用圖像直觀的反應(yīng)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系呢？如何建立坐標(biāo)系呢？參看導(dǎo)學(xué)案完成實(shí)驗(yàn)

【導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容】彈簧振子的x—t圖像是如何建立坐標(biāo)軸的？

以平衡位置為原點(diǎn)，以運(yùn)動(dòng)軌跡為y軸，垂直y軸方向?yàn)闀r(shí)間軸，按照要求完成到導(dǎo)學(xué)案上的實(shí)驗(yàn)過程。

【合作探究】

小組實(shí)驗(yàn)：兩人合作，請(qǐng)用筆模仿上圖①中的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)

（1）白紙不動(dòng)：先在白紙中央畫一條直線OO1使它平行于紙的長(zhǎng)邊，作為圖像的橫坐標(biāo)軸，紙不動(dòng)，其中一個(gè)人握筆讓筆尖在白紙上沿垂直于OO1的方向來回移動(dòng)，在紙上留下筆的印跡。

（2）沿OO1的方向勻速拉動(dòng)白紙：在上述白紙上，當(dāng)其中一個(gè)人沿垂直于OO1方向來回移動(dòng)時(shí)，另一個(gè)人沿OO1的方向勻速拉動(dòng)白紙，在紙上留下筆的印跡

（3） 成果展示給大家

【課后思考】為什么必須勻速拉動(dòng)白紙？這種記錄振動(dòng)的方法，在實(shí)際中有很多的應(yīng)用，你知道有哪些嗎？

【同學(xué)戊導(dǎo)學(xué)案展示】

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其圖像

1.什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)過程中，它的位移大小和方向具有什么特點(diǎn)？

如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象（x—t圖象）是一條正弦曲線，這樣的振動(dòng)叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

位移做周期性變化。

【老師】不夠完整，其他同學(xué)呢？

【同學(xué)1】振子從平衡位置向左、向右運(yùn)動(dòng)，位移增加，向平衡位置運(yùn)動(dòng)位移減小。

【同學(xué)2】振子在平衡位置左側(cè)時(shí)位移方向向左，在平衡位置右側(cè)時(shí)位移方向向右。

【老師】為了更好的體會(huì)和總結(jié)位移的變化，請(qǐng)看微課。

基本內(nèi)容是：以彈簧振子為例，運(yùn)動(dòng)軌跡是直線，位移大小和方向周期性變化，只要遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)位移增加，靠近平衡位置時(shí)位移減小，位移的方向始終背離平衡位置。

【小結(jié)】：

1.彈簧振子理性化模型：不計(jì)阻力、彈簧的質(zhì)量與小球相比可以忽略（振動(dòng)過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒）

2.平衡位置：振子原來靜止時(shí)的位置。

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動(dòng)圖象是一條正弦曲線。

參考文獻(xiàn)：

[1]高中物理學(xué)習(xí)的知識(shí)、方法[J]. 朱玉榮. 理科考試研究 2014年13期

[2]談高中物理的探究式教學(xué)[J]. 李雀飛. 廣西民族師范學(xué)院學(xué)報(bào) 2014年03期