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振幅、周期和频率教案

分类:高三物理教案   更新:2017/2/3   来源:网络

  基础目标

  1.知道什么是一次全振动、振幅、周期和频率

  2.理解周期和频率的关系。

  3.知道什么是振动的固有周期和固有频率

  4.掌握用秒表测弹簧振子周期的操作技能。

  拔高目标:

  1、知道位移和振幅的区别

  2、知道周期(频率)和振幅无关

  3、知道弹簧振子的周期公式

  4、能利用弹簧振子的周期性解决相应问题。

  【教学重难点】

  1.振幅和位移的联系和区别。

  2.通过实验说明周期和振幅无关

  【教学内容】

  一、新课引入

  观察表明:简谐运动是一种周期性运动,与我们学过的匀速圆周运动相似,所以研究简谐运动时我们也有必要像匀速圆周运动一样引入周期、频率等物理量,本节课我们就来学习描述简谐运动的几个物理量[板书:振幅、周期和频率]

  二、振幅

  1.引入振幅。

  在铁架台上悬挂一竖直方向的弹簧振子,分别用大小不同的力把弹簧振子从平衡位置拉下不同的距离。

  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。

  为了方便我们描述物体振动的强弱,我们引入振幅。

  ①振幅是描述振动强弱的物理量;

  ②振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅;

  ③振幅的单位是米。

  2.分析振幅与位移的区别

  问题:振幅越大,物体的振动越强,能否说物体的位移越大?

  物体在远离平衡位置的过程中,振幅逐渐增大?

  a.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。

  b.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。

  c.位移是矢量,但振幅是标量。

  d.振幅等于最大位移的数值。

  三、周期和频率

  1、全振动

  由于简谐运动具有周期性,故只要研究一次完整的运动就可以反应全部的情况。

  一次完整的运动我们称为一次全振动。

  从A点开始,一次全振动的完整过程:[A′→O→A→O→A′]

  两次以同样的速度经过同一位置之间的时间间隔

  误解:两次经过同一位置之间的时间间隔。

  2、周期和频率

  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:秒。

  单位时间内完成的全振动的次数,叫频率,单位:赫兹。

  周期和频率之间的关系:T=

  周期和频率都是描述振动快慢的物理量,周期越大,振动越慢,频率越大,振动越快。

  四、周期和振幅无关

  问题:如果改变振幅,周期是否改变?

  实验:用一个大的电子钟,改变振幅,分别记一下半分钟内振动的次数。(在尺上标下平衡位置,从平衡位置开始计时)

  结论:周期与振幅无关。

  周期与哪些因素有关?

  定性实验:改变振子质量,改变弹簧劲度系数。

  结论:与振子质量和弹簧有关。( )

  推导:只要振子系统确定了,其周期就是一个固定值,不会改变!除了弹簧振子外,其他的振动物体也具有相同的特点,所以我们把一个振动物体的周期称之为固有周期,其频率称为固有频率。

  生活中的现象:吉他弦或其他琴弦。

  前提:音调高低是由频率决定。

  现象:用力拨动琴弦,拨的幅度不同,声音大小不同,但音调高低都一样。即振幅不影响频率。

  五、板书

  振动物体离开平衡位置的最大距离(m)是标量

  振幅(A) 表示振动的强弱

  等于振动物体的最大位移的绝对值

  做简谐振动的物体完成一次全振动所用的(s)

  周期(T)   只有物体振

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