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1、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）知识与技能掌握简谐运动的定义；了解简谐运动的运动特征；掌握简谐运动的动力学公式；了解简谐运动的位移、速度、加速度、能量变化规律。（二）过程与方法引导学生通过实验观察，概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律，培养归纳总结能力。（三）情感、态度与价值观结合旧知识进行分析，推理而掌握新知识，以培养其观察和逻辑思维能力。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
2、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.振动形成的原因水平弹簧振子的振动如图所示，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，一定受到指向_的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，这个力叫_。（2） 回复力是根据力的_ (选填“性质”或“效果”)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） 回复力的效果： 把物体拉回到_当振子离开平衡位置后，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)
3、表达式： F_.即回复力与成正比 _， “”表明回复力与位移方向始终 _， k 是一个常数，由简谐运动系统决定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页名师精编优秀教案2简谐运动如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成_，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：如图所示，平衡状态时有：当小球向下偏离平衡位置O 拉动 x 长度到 C 时，弹簧的弹力F= 规定向下为正方向，则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
4、简谐运动的定义【判断物体是否做简谐运动的方法】一个振动， 如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移方向相反，就能判断它是简谐运动。课堂练习（斜的弹簧振子）1. 一个振动， 如果回复力与偏离平衡位置的位移成正比而且方向与位移方向相反，就能判断它是简谐运动。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
5、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页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0 表示，增加和减少分别用向上和向下的箭头表示位置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 =平衡位置的动能=振幅位置的势能弹簧振子在平衡位置的动能越大，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 _能互相转化的过
6、程(1)在最大位移处，_能最大， _能为零；(2)在平衡位置处，_能最大， _能最小2决定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/s2，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，在所画曲线的范围内回答下列问题。（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
7、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，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s 时刻，振子的运动情况是（）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 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页名师精编优秀教案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，在振子向平衡位置运动的过程中
8、（）A振子所受的回复力逐渐增大B振子的位移逐渐增大C振子的速率逐渐减小D弹簧的弹性势能逐渐减小4一质点做简谐运动，其离开平衡位置的位移x 与时间t 的关系如图所示，由图可知（）A质点振动的频率为4 HzB质点振动的振幅为2cm C在 t=3s 时刻，质点的速率最大D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 t1和 t2时刻，质点运动的 （）A位移相同B回复力大小相同C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也满足xkF，x是弹簧的伸长（或压缩）量，那么kk为（）AMmBmMmCmMMDmM7一质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在s40内的振动图象，下列叙述中正确的是（）A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C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xt1t2t00x0xcmx /st /02213524mM40cmx/st /精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
