八年级物理上册《运动的描述》教案

2023-10-24 教案

  作为一位优秀的人民教师,时常需要用到教案,教案是实施教学的主要依据,有着至关重要的作用。教案应该怎么写才好呢?下面是小编为大家整理的人教版八年级物理上册《运动的描述》教案,仅供参考,欢迎大家阅读。

  八年级物理上册《运动的描述》教案 1

  教学目标

  知识与技能:

  1.知道参照物的概念;

  2.知道物体的运动和静止是相对的。

  过程与方法:能用实例解释机械运动及其相对性。

  情感态度与价值观:认识运动是宇宙的普遍现象,运动和静止是相对的,树立正确的科学观。

  学习重点

  1.机械运动的概念。

  2.研究物体运动的相对性。

  学习难点

  1.参照物的概念

  2.认识物体运动的相对性。

  3.用实例解释机械运动。

  教学方式

  讲解法、讨论法。

  教学用具

  视频资料,玩具车、玩具人

  教学过程

  一、创设情境,引入新课(5 min)

  〖师〗前段时间我们学习了第十章内容,认识到多彩的物质世界,知道了宇宙万物都是由物质组成的,物体都有质量,不同物质的密度不同,那么这些物质存在的状态如何呢?

  [讨论]

  [总结1] 今天,我们研究物体是运动的还是静止的问题。为什么它们会运动或静止?(板书本章课题)

  [总结2] 我们首先看物体的运动该如何描述?(板书本节课题)

  二、进入新课,科学探究

  (一)机械运动(10min)

  1.现象

  [问题] 大家观察周围的物体,你认为它们哪些是运动的,哪些是静止的?

  [回答]

  (1)行驶的汽车是运动的;

  (2)走路的人是运动的;

  (3)飞出的足球是运动的;

  (4)地球是运动的;

  (5)分子是运动的;……

  (6)黑板是静止的;

  (7)教室外面的树是静止的;

  (8)公路是静止的;

  (9)大桥是静止的;……

  也可能回答出一些其他的问题:

  (1)星星是静止的;

  (2)太阳是静止的';……

  [分析](1)我们身边有运动的物体。如行驶的汽车、跑步的人们、飞行的足球等。

  (2)宇宙是运动的。小学科学课上学过,地球本身在自转,还绕太阳公转,且整个太阳系都在运动。同理,银河系也是运动的,那么宇宙同样也在运动,所以从宏观上看,宇宙上的所有物体都是运动的。

  (3)微观分子是运动的。组成物质的最小微粒是分子,这些分子也是在运动的。

  [总结] 世界上一切物体都是运动的。

  2.概念

  [问题] 物体运动的特征是什么?为什么说它们是运动的?

  [观察] 大家观看[播放视频1]:运动的自然界。

  [总结]

  凡是运动的物体,它们的位置在发生着变化,所以我们把物体位置的变化叫做机械运动。(板书)

  (二)参照物(15 min)

  1.概念

  [问题] 既然自然界中所有的物体都是在做机械运动,可为什么我们还常说××物体是静止的呢?如黑板是静止的,房屋、树木是静止的等等。

  [讨论] 我们常说物体静止也是为了研究问题方便,如果都运动,我们也不容易为物体定位了,房屋、树木说它们静止是因为在一段较长的时间内,它在某一位置是固定不动的,即它相对于旁边的房屋来说,它们的位置没有发生变化;判断物体是否运动时,我们也常看它与其他物体间的位置是否发生了改变,所以我们平时说物体是静止还是运动,都是以一个物体做标准而言的。

  [总结] 参照物:说物体是运动还是静止,要看是以哪个物体做标准,这个被选做标准的物体叫做参照物。

  [播放视频2] 观察哪辆列车在运动?它们是以什么物体做参照物来研究的?

  2.特点

  [问题](1)对某一运动状况的判断,所选的参照物只有一个吗?

  (2)选择不同的参照物,得出的物体运动状况一定相同吗?

  [分析]当观察一小汽车在公路上驶过时,判断它是运动的,我们可以选地面为参照物,也可以选路边的房屋做参照物,还可以选树木做参照物,它们都能得出汽车是运动的结论,所以对某一运动状况的判断,所选的参照物并不只有一个。

  如果我们选择不同的参照物,如选汽车司机中靠椅,则会判断小汽车是静止的,所以选择不同的参照物,得出的物体运动情况不一定相同。

  3.练习

  (1)已知参照物判断物体的运动情况。

  ①某车站并排停放着两列待发的列车甲和乙,过了一会儿,甲列车内一个人看见窗外树木向东移动起来,然而,乙列车内的人通过窗口看甲车是静止的,如果以地面为参照物,上述表明 。

  ②平直公路上,甲、乙、丙三人骑车匀速向东行驶。甲感觉顺风,乙感觉无风,丙感觉逆风,则当时刮的是 风。甲、乙、丙三个骑车速度最大的是 ,最小的是 ________ 。

  (2)已知物体的运动情况判断所选的参照物。

  ①(2005年温州中考题)诗人曾写下这样的诗句:“人在桥上走,桥流水不流”。其中“桥流水不流”,诗人选择的参照物是( )

  A.桥 B.河岸 C.水 D.岸上的树

  ②在一条东西取向的平直公路上,甲、乙、丙三辆汽车同时向东行驶,乙知甲车比乙车快,比丙车慢,则以 为参照物时,三辆汽车均向西行驶。

  (三)运动和静止是相对的(10 min)

  [问题] 同一情况,如果选择不同的参照物,会得出物体的运动状态是不同的。这说明了什么问题?

  [讨论]

  [结论]说明物体的运动和静止是相对的。

  [图片展示]空中加油机;高空观缆车。

  [播放视频4]航天器的起飞和降落。

  [播放视频5]联合收割机。

  [播放视频6]生活中运动现象举例。

  [播放视频7]同步卫星,火箭起飞和降落。

  [类比]1.说某一同学个子高,是不准确的,应该说,它与谁相比个子高,同理说某一位同学矮,也是不科学的。

  2.某人问路,到某地要用多长时间,该人不答,待问路人不耐烦开始走时,该人才说1小时左右,问路人不解,该人答曰:不知你走多快,如何判断用多长时间呢?这里的参照就是走路人的快慢,可见,我们表达话语时,一定要说话严密些。

  (四)思考与练习

  三、小结

  这节课我们学习了如何描述物体的运动,虽然运动是绝对的,但我们平时为了研究方便,仍然说某个物体是静止的,为什么?就是因为平时我们判断某个物体的运动与静止时选择了一个作标准的物体,这个物体我们叫做参照物。

  对某一个物体的运动状况而言,参照物的选择不止一个,但选择不同的参照物,得出的物体的运动状态却并不一定相同,所以物体的运动和静止是相对的。为了叙述严密,说某物体是运动还是静止时,一定要加以参照物。如果没加,一般都是以地面为参照物而言的。

  四、作业布置

  动手动脑学物理:①、②、③、④

  五、板书设计

  第一节:运动的描述

  一、机械运动

  把物体位置的变化叫做机械运动,自然界的物体都是运动的,即运动是绝对的。

  二、参照物

  1.说物体是运动还是静止,要看是以哪个物体做标准,这个被选做标准的物体叫做参照物。

  2.对某一运动状况的判断,所选的参照物并不只有一个;选择不同的参照物,得出的物体运动情况不一定相同。

  三、运动和静止的相对性

  八年级物理上册《运动的描述》教案 2

  一、设计思想:

  本小节的教学内容分为:机械运动的概念、参照物、运动的相对性,三个部分。这三个部分中,机械运动的概念较为简单学生理解也相对容易,所以将教学重点放在后两部分,在参照物的教学中通过一个小实验,钢笔放在书本上推动书本运动。利用机械运动的概念讨论钢笔是运动还是静止?从而激发学生思考,选择不同的标准获得不同的运动形式,自然的引出参照物的概念。整体的设计思路利用身边的现象赖引导学生理解参照物和相对运动的概念,期间可通过穿插一些视频和音频资料,让学生理解更加具体、生动和深刻。

  二、教材分析

  初二时学生初次接触物理,本章是人教版的起始章的第二节内容,物理是一门自然科学。在自然界一切物体都在运动,学生先从身边最简单的运动着手,对于学生物理学科的入门奠定了很好的基础,对于本节不熟悉的参照物,教材通过大量的具体事例,让学生通过讨论分析最终理解运用。

  三、学情分析

  教学对象是初二的学生,物理思维还未建立,理解和分析能力较弱。该年龄段的学生有好奇心,但是对问题缺乏深刻的思考,对知识的提炼和总结缺乏训练。比如物体的运动选取不同的参照物运动形式不同。学生容易将参照物和研究对象混淆,对于这个问题,一定要先通过明确谁是参照物谁是研究对象,再讨论后续的相对运动。

  四、教学目标

  1、知识与技能:

  (1)知道我们生活在一个不停运动着的世界中,能举例说明常见的运动现象。

  (2)知道如何用科学的语言描述物体的运动和静止;了解参照物的概念及其选取的方法。能举例说明运动和静止的相对性

  2、过程与方法:通过学生参与式的体验学习,使学生能灵活选取参照物来分析物体的运动情况,尝试应用已知的科学规律解释具体问题,初步培养学生发现问题、提出问题和分析问题、解决问题的能力。初步培养学生的创造性思维和发散思维能力。

  3、情感态度与价值观:渗透辨证唯物主义教育和科学人生观教育,通过“STS”教学,激发学生学好科学技术,报效祖国的爱国主义情怀。

  五、重点难点

  1、参照物概念的形成

  2、运动和静止是相对的

  六、教学策略和手段

  整个教学过程通过身边的日常生活现象,引导学生学习机械运动的概念,通过不断设疑启发学生思考运动的相对性,通过视频资料了解我过前沿的航空科技,尤其是飞船对接技术中的相对运动,让学生明白物理源于生活,但又改变生活。

  七、课前准备

  简单的实验器材准备,图片资料、视频和音频资料,学生的课前预习

  八、教学过程

  (一)一切物体都在运动

  图片引入:

  1、春天,风筝在空中迎风摆动;

  2、夏天,蝴蝶在花丛中翩翩起舞;

  3、秋天,落叶纷纷飘落;

  4、冬天,雪花漫天飘洒;

  5、今天,你上学的路上,路旁的树木不断被甩在身后

  6、此时,钟表的秒针在不停地“走动”;学生思考并回答:看了这些图片有什么样的启示?(学生回答)

  师:生命在于运动,运动是宇宙中最普遍的现象,我们每一个人时刻都在运动(如心脏在跳动,血液在流动),我们生活在一个运动的世界里,自然界的物体都在运动着。

  (二)机械运动

  学生活动一:学生自己举出生活中常见的运动现象,

  [生]从家里到学校或从学校回家都是运动。[生]老师讲课时在讲台上或教室里的走动也是运动。[生]假期旅游时乘坐汽车或火车都是运动。

  同学们说得非常好,运动的例子实在是太多了。能讲讲你们是怎么来判断物体是不是运动的呢?

  [生]如果物体从这个“地方”到了另一个“地方”就是运动了,如果一直呆在一个地方不动就没有运动。

  [师]同学们讲得非常通俗。你们说的“地方”就是“位置”。天空中飞行的飞机、火箭;地面上奔驰的火车、汽车;江河海洋中航行的船只、舰艇;行走的人、流动的水、游动的鱼、飞翔的鸟等等都在运动,为什么能说它们都在运动呢?运动的物体有什么共同点呢?

  [生]说这些物体都在运动是因为它们的位置在不断地变化。

  [板书]在物理学里,我们把物体位置的变化叫做机械运动(mechanical motion)。

  (三)参照物

  运动是宇宙中的普遍现象。既然运动是普遍的,为什么又常常说房屋、桥梁是初中物理《运动的描述》教学设计静止的,河水、初中物理《运动的描述》教学设计船只等是运动的?

  学生活动二:请同学们将书本放在课桌上,把钢笔放在书本上,用手缓慢地推动书本,使书本载着钢笔沿桌面向前移动,思考下面问题:

  [投影]

  (1)书本相对于桌面的位置有无变化?

  (2)钢笔相对于书本的位置有无变化?

  (3)钢笔相对于桌面的位置有无变化?

  [生]书本相对于桌面的位置发生了变化;钢笔笔相对于书本的位置没有变化;钢笔相对于桌面的位置发生了变化。

  [师]请同学们根据机械运动的概念来判断书本和钢笔的运动情况。

  [生]书本和钢笔相对于桌面的位置发生了变化,说明书本和钢笔是运动的。

  [生]钢笔相对于书本的位置没有发生变化,说明钢笔是静止的。

  [师]一个说钢笔是运动的,另一个又说钢笔是静止的,他们矛盾吗?请同学们讨论。

  [生]如果以桌面作标准,书本和钢笔就都是运动的。如果以书本作标准,钢笔就是静止的。

  [生]选择作标准的物体不一样,同一个物体的运动情况就不一样,因此他们并不矛盾。

  [师]大家分析得很好,同学们还有类似的例子吗?

  [生]有。比如老师站在讲台上,如果以教室的墙壁作标准,老师就是静止的,如果选择太阳作标准,老师就是运动的,因为老师站在地球上不动,但地球在绕着太阳转动。

  [生]我们大家都一样,如果以坐在教室中的椅子作标准是静止的,如果以太阳作标准都是运动的。

  [生]旅游坐车的时候,如果以车厢作标准,坐着的人是静止的,如果以路边的树或大楼作标准,车内的人就是运动的。

  ……

  [师]同学们讲得都很好。可见,说物体是运动的还是静止的,要看是以哪个物体作初中物理《运动的描述》教学设计标准。

  [板书]初中物理《运动的描述》教学设计在研究机械运动时,所选的作为“标准”的物体叫参照物(reference object)。

  [师]学生活动三:情景模拟地球同步卫星与地球,太阳之间的运动关系。

  [师]是不是只要说到物体的运动情况,都是相对于某一参照物而言的?参照物应该怎样选择呢?同学们可以互相讨论,看能不能有满意的答案。

  [生]第一个问题是肯定的。因为运动和静止是相对的,所以,说一个物体运动情况是什么,肯定是相对于某一个作为标准的参照物来说的。

  [生]选择参照物时,不能选被研究的物体本身作参照物,因为这样选的话。这个物体永远处于静止状态。

  初中物理《运动的描述》教学设计 [生]刚才大家说到参照物中有人、有车、有树木、有房屋、还有人的影子等,什么都有。所以,我认为参照物的选择是任意的。

  [生]因为我们词论的物体大部分是在地面上运动的,所以—般应选样地面或固定在地面上的物体作参照物,这样研究问题方便。

  [生]我认为如果选样地面或固定在地面上的物体作参照物时,参照物可以不提。比如说“公路上行驶的汽车”,不用说”以地面为参照物,汽车在运动”。

  [生]我觉得选择参照物时,应该看怎样选择研究问题更方便。比如研究客车是不是运动,最好选择地面或路旁的树木、房屋作参照物;如果要研究人在车厢里是初中物理《运动的`描述》教学设计否运动,就该选择车上的坐椅或固定在车上不动的物体作参照物。

  [师]同学们表现得太棒了!老师还要补充一点,研究问题的时候,选择好参照物后,就可以先假定参照物是不动的,然后再看被研究的物体相对于参照物的运动情况。归纳选择参照物的注意事项(课件展示)

  参照物比如课本P22图11。1-4中丙图,“乘坐电梯向外观看,有什么感觉?”

  [生]乘这样的电梯向上运动时,以电梯为参照物,假设电梯不动,楼房就在向下运动;如果乘电梯向下时,楼房就向上运动。

  [生]如果老师从讲桌的一端运动到另一端,以老师为参照物的话,假定老师不动,可以认为是讲桌沿老师的反方向运动。

  [师]大家说得非常正确,以后的学习中同学们一定还会碰到很多的例子。现在请同学们观察教材图11、1-3及图11、1-4甲、乙,大家互相交流讨论,说一说对于不同的参照物,各个物体是运动还是静止。

  (四)运动和静止的相对性

  [师]从上面同学们的分析可以看出,选择不同的物体作参照物,物体的运动和静止的情况不同。这就是运动和静止的相对性。

  九、板书设计

  运动的描述

  1、机械运动:物体位置的改变叫机械运动。

  2、参照物:判断物体运动状态时被选择来作为标准的物体

  3、 物体运动和静止时相对的。

  十、作业设计

  1、完成随堂练习,完成《同步》。

  2、进行小结。

  3、按照要求预习。

  十一、教学评价

  本堂教学用了较多的时间对参照物的选择,运动的相对性进行试验和讨论,得到了良好的效果。对于这个环节的处理,我收集了大量的视频资料,以提高课堂教学的直观性。其中有在机械运动,通过老师的移动,引导学生得出机械运动的定义,并通过钢笔放在书上推动书移动,讨论钢笔相对书和桌面的运动,这个小实验简单直观,学生可以一边实验一边思考,很快就理解了参照物不同,运动的描述不同的结论,这里学生的参与度高,效果很好。但是在后面的对于相对运动和参照物的理解和运用上,如果能引入一些中国古诗,对学生的综合素质的提高起到的效果就更加明显。例如可以举例:“两岸青山相对出,孤帆一片日边来”等。

  十二、教学反思

  本堂课由于内容较为丰富,也比较贴近生活,所以可选取的多媒体资料很多,而且从质量和数量两方面都较高,因此在选择上必须注意如何取舍,原本选取了将近15段视频资料,但在授课时反而出现了时间不够用,每个片段只能一扫而过,根本无法起到作用,在经过仔细的筛选后,只留下5个片段,将节省下来的时间用来给学生活动和思考,这样一来效果反而好了。教师的语言必须有效而精炼,指向性强,否则后引起学生听觉疲劳,教学效果反而不好。

  十三、学生学习过程和成果

  通过本堂的学习,学生普遍感觉物体还是很贴近生活,很有趣味,而且很有用。在参照物的学习上一开始感觉吃力抽象,但经过大量的事例和视频资源,抽象便具体,模糊变清晰,纷纷表示物理学习充满信心,表示要认真学习物理。希望老师多做实验,多准备有趣新颖的视频资料。

  八年级物理上册《运动的描述》教案 3

  一、教学目标

  【知识与技能目标】

  初步认识机械运动和参照物的选定来判断物体的运动状态。

  【过程与方法目标】

  通过学习参照物这个知识点,学生能够对物体的运动状态有正确的认识并会做出说明。

  【情感态度价值观目标】

  通过本节课的学习,了解一切物体都是运动的。

  二、教学重、难点

  【重点】

  初步认识机械运动并会根据参照物的选定来判断物体的运动状态。

  【难点】

  能够理解参照物的选择不同,物体的运动状态有可能不同。

  三、教学过程

  环节一:导入新课

  教师多媒体展示一些图片:节日燃放的烟花、草原上奔腾的骏马、布朗运动。解释说明:无论从宏观世界还是到微观世界,宇宙无时无刻都在运动着,而如何正确描述这些物体的运动状态,进而引出今天的课程——运动的描述(板书)

  环节二:生成新知

  (一)机械运动

  提出问题:请学生自己举出生活中常见的动现象。

  生:从家里到学校或从学校回家都是运动,老师讲课时在讲台上或教室里的走动也是运动,假期旅游时乘坐汽车或火车都是运动……

  同学们说得非常好,运动的例子实在是太多了。能讲讲你们是怎么来判断物体是不是运动的呢?

  生:如果物体从这个“地方”到了另一个“地方”就是运动了,如果一直呆在一个地方不动就没有运动。

  同学们讲得非常通俗。你们说的“地方”就是“位置”。天空中飞行的飞机、火箭;地面上奔驰的火车、汽车;江河海洋中航行的船只、舰艇;行走的人、流动的水、游动的鱼、飞翔的鸟等等都在运动,为什么能说它们都在运动呢?运动的物体有什么共同点呢?

  生:说这些物体都在运动是因为它们的位置在不断地变化。

  教师总结:这样物体的位置随时间变化而变化的运动叫机械运动。(板书)

  (二)参照物

  给出一个说法:公路上行驶的汽车是运动的,而路旁的树木是静止的。这样的说法严谨吗?引出——参照物这个知识点。(板书)

  给出一个图片:两列火车并排停在站台上,你坐在车厢中向另一列车厢观望。突然,你觉得你的列车开始缓缓的前进了,但是“驶过”了旁边的列车车尾你才发现,实际上你乘坐的列车还停在站台里,而旁边的列车却向相反方向开走了。这是怎么回事?

  由此引出选择的参照物不同,物体的运动状态可能不同。

  提问:同学们还有类似的例子吗?

  生1:有。比如老师站在讲台上,如果以教室的墙壁作标准,老师就是静止的,如果选择太阳作标准,老师就是运动的,因为老师站在地球上不动,但地球在绕着太阳转动。

  生2:我们大家都一样,如果以坐在教室中的椅子作标准是静止的,如果以太阳作标准都是运动的。

  同学们讲得都很好。可见,说物体是运动的还是静止的,要看是以哪个物体作标准。在研究机械运动时,所选的作为“标准”的物体叫参照物。

  视频播放地球同步卫星与地球,太阳之间的运动关系。

  提问:是不是只要说到物体的运动情况,都是相对于某一参照物而言的?参照物应该怎样选择呢?同学们可以互相讨论,看能不能有满意的答案。

  生1:第一个问题是肯定的。因为运动和静止是相对的,所以,说一个物体运动情况是什么,肯定是相对于某一个作为标准的参照物来说的。

  生2:参照物的选择是任意的,但不能选被研究的物体本身作参照物,而且因为这样选的`话。这个物体永远处于静止状态。

  生3:因为我们谈论的物体大部分是在地面上运动的,所以—般应选样地面或固定在地面上的物体作参照物,这样研究问题方便。

  生4:我觉得选择参照物时,应该看怎样选择研究问题更方便。比如研究客车是不是运动,最好选择地面或路旁的树木、房屋作参照物;如果要研究人在车厢里是否运动,就该选择车上的坐椅或固定在车上不动的物体作参照物……

  老师补充:研究问题的时候,选择好参照物后,就可以先假定参照物是不动的,然后再看被研究的物体相对于参照物的运动情况。

  总结:物体的运动和静止是相对的,选择的参照物不同,运动状态有可能不同。

  环节三:巩固提高

  多媒体出示常见的生活实例让学生来判断出选取的参照物不同,其运动状态可能不同的例子。

  环节四:小结作业

  思考:看电视转播的百米赛跑,我们常常感觉运动员跑的很快,但实际上他们始终处在屏幕内。人们怎么会认为他们是运动的呢?谈谈你的看法。

  八年级物理上册《运动的描述》教案 4

  一、教材分析

  本节内容是在上一节了解了简谐运动的位移特点的基础上,以简谐运动为例,学习描述振动特点的物理量,为描述其他振动奠定基础。进而使学生了解不同的运动形式应用不同的物理量描述。是本章的重点内容。

  二、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。

  2.过程与方法

  通过观察演示实验,总结频率与振幅无关,培养学生的观察、概括能力。

  三、教学重点难点

  教学重点:简谐运动的振幅、周期和频率的概念;相位的物理意义。

  教学难点:

  1、振幅和位移的联系和区别、周期和频率的联系和区别;

  2、对全振动概念的理解,对振动的快慢和振动物体运动的快慢的理解; 3、相位的物理意义

  四、学情分析

  学生学习了交流电后对周期性的运动应由周期与频率描述并不难接受,但对振幅的意义理解是一个新问题,因此要区分位移、振幅、路程的概念,从而使学生能够理解振幅。

  五、教学方法

  思考、讲授、实验相结合。

  六、课前准备

  弹簧振子、预习学案

  七、课时安排 1课时

  八、教学过程

  (一)预习检查、总结疑惑

  学生回答预习学案的内容,提出疑惑

  (二)精讲点拨

  1.振幅

  演示:在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子,分别把振子从平衡位置向下拉不同的距离,让振子振动。

  现象:

  ①两种情况下,弹簧振子振动的范围大小不同;

  ②振子振动的强弱不同。

  在物理学中,我们用振幅来描述物体的振动强弱。

  (1)物理意义:振幅是描述振动 的物理量。

  (2)定义:振动物体离开平衡位置的 ,叫做振动的振幅。

  (3)单位:在国际单位制中,振幅的单位是米(m)。

  (4)振幅和位移的区别

  ①振幅是指振动物体离开平衡位置的最大距离;而位移是振动物体所在位置与平衡位置之间的距离。

  ②对于一个给定的振动,振子的位移是时刻变化的,但振幅是不变的。

  ③位移是矢量,振幅是标量。

  ④振幅等于最大位移的数值。

  2.周期和频率

  (1)全振动

  从O点开始,一次全振动的完整过程为:OAOAO。从A点开始,一次全振动的完整过程为:AOAOA。从A点开始,一次全振动的完整过程为:AOAOA。

  在判断是否为一次全振动时不仅要看是否回到了原位置,而且到达该位置的振动状态(速度)也必须相同,才能说完成了一次全振动。只有物体振动状态再次恢复到与起始时刻完全相同时,物体才完成一次全振动。

  振动物体以相同的速度相继通过同一位置所经历的过程,也就是连续的两次位置和振动状态都相同时所经历的过程,叫做一次全振动。

  一次全振动是简谐运动的最小运动单元,振子的运动过程就是这一单元运动的不断重复。

  (2)周期和频率

  演示:在两个劲度系数不同的弹簧下挂两个质量相同的小球,让这两个弹簧振子以相同的振幅振动,观察到振子振动的快慢不同。

  为了描述简谐运动的快慢,引入了周期和频率。

  ①周期:做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间,叫做振动的周期,单位:s。

  ②频率:单位时间内完成的全振动的次数,叫频率,单位:Hz,1Hz=1 s-1。

  ③周期和频率之间的关系:T= 1f

  ④研究弹簧振子的周期

  问题:猜想弹簧振子的振动周期可能由哪些因素决定?

  演示:两个不同的弹簧振子(弹簧不同,振子小球质量也不同),学生观察到:两个弹簧振子的振动不同步,说明它们的周期不相等。

  猜想:影响弹簧振子周期的因素可能有:振幅、振子的质量、弹簧的劲度系数。

  注意事项:

  a.秒表的正确读数及使用方法。

  b.应选择振子经过平衡位置的时刻作为开始计时的时刻。

  c.振动周期的求解方法:T= tn,t表示发生n次全振动所用的总时间。

  d.给学生发秒表,全班同学同时测讲台上演示的弹簧振子的振动周期。

  实验验证:弹簧一端固定,另一端系着小球,让小球在竖直方向上振动。

  实验一:用同一弹簧振子,质量不变,振幅较小与较大时,测出振动的周期T1和T1,并进行比较。

  结论:弹簧振子的振动周期与振幅大小 。

  实验二:用同一弹簧,拴上质量较小和较大的小球,在振幅相同时,分别测出振动的周期T2和T2,并进行比较。

  结论:弹簧振子的振动周期与振子的质量 ,质量较小时,周期较 。

  实验三:保持小球的质量和振幅不变,换用劲度系数不同的弹簧,测出振动的周期T3和T3,并进行比较。

  结论:弹簧振子的振动周期与弹簧的`劲度系数 ,劲度系数较大时,周期较 。

  通过上述实验,我们得到:弹簧振子的周期由振动系统本身的 和 决定,而与 无关。

  ⑤固有周期和固有频率

  对一个确定的振动系统,振动的周期和频率只与振动系统本身有关,所以把周期和频率叫做固有周期和固有频率。

  3.相位

  (观察和比较两个摆长相等的单摆做简谐运动的情形)

  演示:将并列悬挂的两个等长的单摆(它们的振动周期和频率相同),向同一侧拉起相同的很小的偏角同时释放,让它们做简谐运动。

  现象:两个简谐运动在同一方向同时达到位移的最大值,也同时同方向经过平衡位置,两者振动的步调一致。

  对于同时释放的这两个等长单摆,我们说它们的相位相同。

  演示:将两个单摆拉向同一侧拉起相同的很小的偏角,但不同时释放,先把第一个放开,当它运动到平衡位置时再放开第二个,让两者相差 周期,让它们做简谐运动。

  现象:两者振动的步调不再一致了,当第一个到达另一侧的最高点时,第二个小球又回到平衡位置,而当第二个摆球到达另一方的最高点时,第一个小球又已经返回平衡位置了。与第一个相比,第二个总是滞后1/4周期,或者说总是滞后1/4全振动。

  对于不同时释放的这两个等长单摆,我们说它们的相位不相同。

  要详尽地描述简谐运动,只有周期(或频率)和振幅是不够的,在物理学中我们用不同的相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的不同阶段。

  相位是表示物体振动步调的物理量,用相位来描述简谐运动在一个全振动中所处的阶段。

  4.简谐运动的表达式

  (1)简谐运动的振动方程

  既然简谐运动的位移和时间的关系可以用正弦曲线或余弦曲线来表示,那么若以x代表质点对于平衡位置的位移,t代表时间,根据三角函数知识,x和t的函数关系可以写成

  公式中的A代表振动的振幅,叫做圆频率,它与频率f之间的关系为:=2公式中的 表示简谐运动的相位,t=0时的相位 叫做初相位,简称初相。

  (2)两个同频率简谐运动的相位差

  设两个简谐运动的频率相同,则据=2f,得到它们的圆频率相同,设它们的初相分别为 1和 2,它们的相位差就是 (t+ 2)-(t+ )= 2- 1

  讨论:

  个物体运动时其相位变化多少就意味着完成了一次全振动?

  (相位每增加2就意味着发生了一次全振动)

  ②甲和乙两个简谐运动的相位差为3/2,意味着什么?

  (甲和乙两个简谐运动的相位差为3/2,意味着乙总是比甲滞后3/2个周期或3/2次全振动)

  (3)相位的应用

  (三)课堂小结

  本节学习了描述简谐振动特点的物理量:振幅、周期和频率,知道振幅是描述振动强弱的物理量,是最大位移的绝对值,标量,并与振动的位移与路程进行了比较,知道位移是矢量,路程也是标量。

  (四)反思总结,当堂检测

  (五)布置作业:问题与练习1、3

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