2022年简谐运动的回复力和能量教案.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案第十一章 机械振动第三节 简谐运动的回复力和能量教学目标：（一）学问与技能把握简谐运动的定义；明白简谐运动的运动特点；把握简谐运动的动力学公式；明白简谐运动的位移、速度、加速度、能量变化规律；（二）过程与方法引导同学通过试验观看,概括简谐运动的运动特点和简谐运动的能量变化规律,培育归纳总结才能；（三）情感、态度与价值观 结合旧学问进行分析,推理而把握新学问,以培育其观看和规律思维才能；二、教学难点 1重点是简谐运动的定义；2难点是简谐运动的动力学分析和能量分析；【提出问题】物体做匀变速直线运动时,所受合力 _,方向 _; 物体做匀速圆周运动时,所受合力大小 _,方向与速度方向_并_,物体做简谐运动时,所受合力有什么特点？四：新课教学一、简谐运动的回复力1.振动形成的缘由水平弹簧振子的振动如下列图,当把振子从静止的位置O 拉开一小段距离到A 再放开后,它为什么会在A-O-A'之间振动呢？（1） 物体做机械振动时,肯定受到指向 _的力,这个力的作用总能使物体回到中心位置,这个力叫 _；（2） 回复力是依据力的 _ 选填“ 性质” 或“ 成效”命名的；它可以是重力、弹力或摩擦力,或者几个力的合力,或某个力的分力；（3） 回复力的成效： 把物体拉回到 _当振子离开平稳位置后,振子所受的回复力总是使振子回到 _,这样不断进行下去,就形成了振动；4方向：总是与位移 x 的方向相反,即总是指向 _5表达式： F_.即回复力与成正比 _,“ ” 说明回复力与位移方向始终 _, k 是一个常数,由简谐运动系统打算名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案2简谐运动假如质点所受的力与它偏离平稳位置位移的大小成_,并且总是指向 _ _,质点的运动就是简谐运动引申：竖直振动的弹簧振子弹簧下面悬挂的钢球,试推导小球所受合力与它的位移关系；提示：如下列图,平稳状态时有：当小球向下偏离平稳位置 F'= O 拉动 x 长度到 C 时,弹簧的弹力规定向下为正方向,就振子所受的回复力为：F=mgF'= 由此可知回复力与位移的关系符合简谐运动的定义【判定物体是否做简谐运动的方法】一个振动, 假如回复力与偏离平稳位置的位移成正比而 且方向与位移方向相反,就能判定它是简谐运动；课堂练习（斜的弹簧振子）1. 一个振动, 假如回复力与偏离平稳位置的位移成正比而且方向与位移方向相反,就能判定 它是简谐运动；请你据此证明：把图 11.3-3 中倾角为 的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离,然后松 开,小球的运动是简谐运动；二、简谐运动的能量【提出问题】弹 簧 振 子 的 速 度 在 不 断 变 化 , 因 而 它 的 动 能 在 _；弹簧的伸长量和压缩量在不断变化,因而它 的势能也在 _,它们的变化具有什么规律？作为一个振动系统,弹簧振子的势能与弹簧的伸长量有 关,动能与小球的速度有关；请在下表中填出弹簧振子在名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案各位置的能量； 某量取最大值、 最小值用文字表示,某量为零用 向上和向下的箭头表示0 表示,增加和削减分别用位置A A O O O B B 位移的大小速度的大小动能势能总能总结：总机械能=任意位置的动能+势能 =平稳位置的动能=振幅位置的势能弹簧振子在平稳位置的动能越大,振动的能量就越大；振幅越大,振幅位置的势能就越大,振动的能量就越大；1简谐运动的能量：指振动系统的 _,振动的过程就是_能和 _能相互转化的过程1在最大位移处,_能最大, _能为零；2在平稳位置处,_能最大, _能最小2打算能量大小的因素振动系统的机械能跟_ 有关, _ 越大,机械能就越大,振动越强在简谐运动中,振动系统的机械能 _,所以简谐运动是等幅振动课堂练习3.做简谐运动的物体经过 A 点时,加速度的大小是 2m/s 2,方向指向 B 点；当它经过 B 点时,加速度的大小是 3m/s2,方向指向 A 点；当 AB 间的距离是 10 ,请确定它的平衡位置；4.图 11.3-6 为某物体做简谐运动的图像,在所画曲线的范畴内回答以下问题；（1）哪些时刻物体的回复力与 0.4s 时刻的回复力相同？（2）哪些时刻物体的速度与 0.4s 时刻的速度相同？（3）哪些时刻的动能与 0.4s 时刻的动能相同？（4）哪些时间的加速度在减小？（5）哪些时间的势能在增大？课后练习1一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平稳位置开头向名师归纳总结 右运动,在0.17s 时刻,振子的运动情形是（）第 3 页,共 4 页A正在向左做减速运动B正在向右做加速运动C加速度正在减小D动能正在减小- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 优秀教案2做简谐运动的物体,每次经过同一位置时,都具有相同的（）A 加速度 B速度 C位移 D动能3弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平稳位置运动的过程中（）A 振子所受的回复力逐步增大 B振子的位移逐步增大C振子的速率逐步减小D弹簧的弹性势能逐步减小4一质点做简谐运动,其离开平稳位置的位移x 与时间t 的关系如下列图,由图可知t /s（）x /cmA 质点振动的频率为4 Hz2B质点振动的振幅为2cm 012345C在 t=3s 时刻,质点的速率最大2D在 t=4s 时刻,质点所受的合力为零5一质点做简谐运动时,其振动图象如图； 由图可知, 在 t 1和 t2时刻,质点运动的 （2t）A 位移相同xtx 0B回复力大小相同0 0x1tC速度相同D加速度相同6弹簧振子的质量为M ,弹簧劲度系数为k ,在振子上放一质量为m 的木块,使两者一起振动,如图；木块的回复力F是振子对木块的摩擦力,F也满意Fkx, x 是弹簧的伸长（或压缩）量,那么k 为（k）mMA mBMmmCMMmDM4 s内的振动图象,以下表达中正Mm7一质点在水平方向上做简谐运动；如图,是该质点在0确的是（）x/cmA 再过 1s,该质点的位移为正的最大值B再过 2s,该质点的瞬时速度为零04t /sC再过 3s,该质点的加速度方向竖直向上D再过 4s,该质点加速度最大名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页
