11.3 简谐运动的回复力和能量学案导学 Word版无答案
文档属性
| 名称 | 11.3 简谐运动的回复力和能量学案导学 Word版无答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 24.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-12 10:53:09 | ||
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文档简介
学案编号: 3
简谐运动的回复力和能量
执笔人:田从亮
班 级 姓 名 任课教师
下发时间 上课时间 回收时间
备 注
一、教学目的
1．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；了解简谐运动的能量变化规律。
2．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。
3．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。
三.导学过程
Ⅰ.简谐运动的回复力
1.定义: 使振子回到平衡位置的力
2.特点: 按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置
3、回复力来源：振动方向上的合外力
4.简谐运动的动力学特点
如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。F回=–kx
5.简谐运动的运动学特点
6、 简谐运动中的各个物理量变化规律
A
A－O
O
O－B
B
x
向左最大
向左减小
0
向右增大
向右最大
v
0
向右增大
向右最大
向右减小
0
F、a
向右最大
向右减小
0
向左增大
向左最大
动能
势能
动能为0
势能最大
动能增大
势能减小
动能最大
势能为0
动能减小
势能增大
动能为0
势能最大
总机械能
不变
简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以
简谐运动是变加速运动
（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。
（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。
Ⅱ.简谐运动的能量
简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
思考题：
竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？
判断物体是否做简谐运动的方法：
（1）根据物体的振动图像去判断
（2）根据回复力的规律F=-kx去判断
四.例题
证明∶ 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动
证明步骤：
1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、找方向关系
证明∶ 平衡状态时有∶ mg=-kx0 当向下拉动x长度时弹簧所受的合外力为 F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg=-kx (符合简谐运动的公式)
五.练习
1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ ）
A．速度一定为正值，加速度一定为正值
B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值
C．速度一定为负值，加速度一定为正值
D．速度不一定为负值，加速度一定为负值
2、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ）
A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移
C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力
3、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
4、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（ ）
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
5．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ）
A．t=0时，质点的位移、速度均为零
B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大
C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零
D．质点的振幅为5cm，周期为2s
简谐运动的回复力和能量
执笔人:田从亮
班 级 姓 名 任课教师
下发时间 上课时间 回收时间
备 注
一、教学目的
1．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；了解简谐运动的能量变化规律。
2．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。
3．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。
三.导学过程
Ⅰ.简谐运动的回复力
1.定义: 使振子回到平衡位置的力
2.特点: 按力的作用效果命名，方向始终指向平衡位置
3、回复力来源：振动方向上的合外力
4.简谐运动的动力学特点
如果质点所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且始终指向平衡位置（即与位移方向相反）,质点的运动就是简谐运动。F回=–kx
5.简谐运动的运动学特点
6、 简谐运动中的各个物理量变化规律
A
A－O
O
O－B
B
x
向左最大
向左减小
0
向右增大
向右最大
v
0
向右增大
向右最大
向右减小
0
F、a
向右最大
向右减小
0
向左增大
向左最大
动能
势能
动能为0
势能最大
动能增大
势能减小
动能最大
势能为0
动能减小
势能增大
动能为0
势能最大
总机械能
不变
简谐运动的加速度大小和方向都随时间做周期性的变化，所以
简谐运动是变加速运动
（1）当物体从最大位移处向平衡位置运动时，由于v与a的方向一致，物体做加速度越来越小的加速运动。
（2）当物体从平衡位置向最大位移处运动时，由于v与a的方向相反，物体做加速度越来越大的减速运动。
Ⅱ.简谐运动的能量
简谐运动中动能和势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动的能量越大
思考题：
竖直方向振动的弹簧振子所做的振动是简谐运动吗？
判断物体是否做简谐运动的方法：
（1）根据物体的振动图像去判断
（2）根据回复力的规律F=-kx去判断
四.例题
证明∶ 竖直悬挂的弹簧振子做简谐运动
证明步骤：
1、找平衡位置 2、找回复力 3、找F=kx 4、找方向关系
证明∶ 平衡状态时有∶ mg=-kx0 当向下拉动x长度时弹簧所受的合外力为 F=-k(x+x0)+mg =-kx-kx0+mg=-kx (符合简谐运动的公式)
五.练习
1:做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下说法正确的是 （ ）
A．速度一定为正值，加速度一定为正值
B．速度不一定为正值，但加速度一定为正值
C．速度一定为负值，加速度一定为正值
D．速度不一定为负值，加速度一定为负值
2、在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ）
A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移
C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力
3、当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
4、关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有（ ）
A．等于在平衡位置时振子的动能
B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能
C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和
D．位移越大振动能量也越大
5．如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ）
A．t=0时，质点的位移、速度均为零
B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大
C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零
D．质点的振幅为5cm，周期为2s