一、全章说明
概述
简谐运动是一种变加速运动,比前面学过的各种运动复杂,定量研究需要较多的数学知识,而中学阶段不宜作更多的定量计算,故本书对这一章的要求较低.
重点是,通过弹簧振子的实例,把简谐运动在一次全振动过程中的受力情况和运动情况弄清楚. 弹簧振子的回复力、 加速度与位移的关系可用公式量表示.位移与时间的关系要求用图象表示.速度的变化要求半定量地作出判断.
要求知道简谐运动是一种理想化的模型,知道研究简谐运动的意义.本着学习知识应放开些的想法,介绍了非简谐运动(课本图12-6),知道非简谐运动可以由若干简谐振动所合成.
单元划分本章可分为两个单元:
第一单元第一节至第四节,讲述简谐振动,是本章的重点.
第二单元第五、六两节,介绍阻尼振动、受迫振动和共振.
二、教学要求和教学建议
全章教学要求
1理解简谐运动,知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动,知道研究简谐运动的意义.
2知道什么是振幅、周期和频率,以及周期和频率的关系.
3知道什么是单摆,理解在什么条件下单摆做简谐运动,掌握单摆的周期公式.
4理解振动图象的意义.
5理解简谐运动中能量转化的情况.
6知道阻尼振动、受迫振动和共振.
(一)简谐运动
教学要求
● 理解简谐运动.
1知道什么是简谐运动以及物体在什么样的恢复力作用下做简谐运动.知道简谐运动的若干实例.
2知道简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度如何变化.
(二)振幅、周期和频率
教学要求
● 知道振幅、周期、频率以及周期和频率的关系.
1知道什么是振幅、周期和频率.
2知道周期和频率的关系.
3知道什么是振动物体的固有周期和固有频率.
(三)单摆
教学要求
● 知道什么是单摆,理解在什么条件下单摆做简谐运动.
1知道什么是单摆.
2理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动.
●掌握单摆的周期公式.
1知道单摆的周期与什么因素有关,与什么无关.
2知道单摆的周期公式,并能用来进行有关的计算.
3知道用单摆可测定重力加速度.
(四)简谐运动的图象
教学要求
● 理解简谐运动的图象的意义.
1知道用砂摆的演示为什么会得出振动的图象.
2知道振动图象的意义,知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线.
3能根据图象知道振动的振幅、周期和频率.
教学建议
1得出简谐运动的图象,要做好课本图11-4所示的演示,让学生看到图象是怎样得出的,并且理解为什么得出的曲线是振动图象.
2为了开阔学生的知识面,应使学生知道非简谐运动的图象,知道研究简谐运动的意义.
(五)简谐运动的能量阻尼振动
教学要求
● 理解简谐运动中能量转化的情况.
1知道振幅越大,振动的能量总机械能越大.
2对单摆,应能根据机械能守恒定律进行定量计算.
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.
● 知道阻尼振动.
1知道什么是阻尼振动.
2知道阻尼振动中能量转化的情况.
3知道在什么情况下可以把实际发生的振动看作简谐运动.
教学建议
1在复习机械能守恒的基础上,应向学生说明:在位移最大时,即动能为零时,单摆的振幅越大,重力势能越大;水平弹簧振子的振幅越大,弹性势能越大.因此,振幅越大,振动的能量越大.
2竖直的弹簧振子,涉及弹性势能、重力势能、动能三者的转化,不要求从能量的角度进行分析.
(六)受迫振动共振
教学要求
● 知道受迫振动和共振
1知道什么是受迫振动,知道受迫振动的频率等于驱动力的频率.
2知道什么是共振以及发生共振的条件,知道共振的应用和防止的实例.
