DOC《题目》

这一中心位置称为平衡位置. 提出问题:机械振动物体符合怎样的运动规律呢? 本节课从弹簧振子入手研究其位移和时间的关系. 师生合作探究问题

(一)制定方案 1.定量描述弹簧振子的位移;

①回忆旧知 运动学中,为定量研究物体的运动,常常需要建立坐标轴. ②分析归纳 为了研究弹簧振子的运动规律,我们也需要建立一个坐标轴.以平衡位置为坐标原点,沿振子振动方向建立坐标轴Ox. 为了研究问题的方便,我们把振子的初位置定在原点,则振子从原点至某一位置过程中的位移就等于它在这一位置时的位置坐标x. ③及时比较 区别弹簧振子相对平衡位置的位移与物体在某一过程中的位移. 2.测量并研究弹簧振子的位移;

利用数码相机把振子的位置拍下来,而且每隔0.04s连续地拍;

其实我们所熟悉的录像就是这样工作的. 利用录像中弹簧振子附带的刻度尺读出振子的位移x,通过照片的数目确定对应的时间t.

(二)测定数据 出示一段预先录制的气垫式弹簧振子振动录像. 用超级解霸软件记录连续视频流,用系统自带的看图软件连续察看图像.

(三)猜想假设 从表格中数据能看出位移随时间的变化规律吗? 仔细观察方格坐标纸上通过描点并拟合得到的平滑曲线.大家觉得,这是一条什么曲线?

(四)分析论证 如果我们觉得它是正弦曲线的话,它的周期、振幅各是多少?我们能否根据数学中学过的知识写出这条曲线对应的正弦函数表达式? 刚才我们只是觉得它是正弦曲线,究竟是不是,可以作一个简单验证:我们根据刚才的函数表达式计算出各时刻的x值,看一看它们跟测出的x 值是否相符. 在Excel中根据数据表格中数据作出曲线,把由实验数据得到的曲线跟标准正弦曲线进行比较.

(五)误差分析 从数据分析和曲线比较中我们发现实验存在误差.进一步思考上述实验中的误差可能出自哪些地方? 上述装置中,只有当弹簧没有质量,物体没有大小时才完全符合正弦函数规律.所以,弹簧振子是一理想模型. 归纳拓展总结反馈

(一)归纳拓展 1.获得振动图像的方法: ①由实验得到的位移、时间数据描点: ②利用数字传感器: 实验:铁架台、轻弹簧、位移传感器发射模块(固定于轻弹簧一端)、位移传感器接收模块(固定于桌面上发射模块正下方) 解释实验装置,简介原理. ③振动图像也可用右侧图示的 墨迹法 绘制 这种描绘振动图像的方法在实际中有许多应用,如:心电图、地震曲线的绘制. 2.振动概念的拓展: 其实,我们的生活中并不只有机械振动.只要一个物理量随时间变化的情形,都可以称为振动. 请学生思考、讨论并概括前述三情景中物体的运动特点;

结合学生的交流,以师生互动的形式小结,并提出问题. 多媒体出示弹簧振子的二个位置.若O为弹簧振子的平衡位置,则振子在甲、乙二位置的位移如何表示? 由学生回答:x=+2cm 由学生回答:x=-3cm 思考:若振子由乙图位置运动至甲图位置,则此过程中振子的位移是多少? 师生合作在屏幕上边看图像,边记数据. 学生在教师所发的方格坐标纸上描点,并用平滑曲线拟合各点. 学生根据学过的数学知识,利用周期、振幅等写出对应的正弦函数表达式. 师生小结:弹簧振子的x-t图像是一条正弦曲线. 振动图像是正弦曲线的振动称为简谐运动.简谐运动是最简单、最基本的机械振动. 今天,在大量的机械振动中,我们从最简本的简谐运动入手研究,也是物理学研究的一种基本方法. 通过学生讨论得出:虽然有气垫,但振子有一定大小空气阻力不能忽略;