113簡諧運動的回復力和能量導學案

1、11.3 簡諧運動的回復力和能量(導學案)編制：郭英杰【學習目標】1. 理解回復力的概念2. 會用動力學的方法，分析簡諧運動中的位移、速度、回復力和加速度的變化規(guī)律3. 會用能量守恒的觀點，分析水平彈簧振子中動能、勢能、總能量的變化規(guī)律 【重點】 從動力學和能量的角度，討論它所受的力和能量轉(zhuǎn)換的情況 【難點】 回復力的理解和對振動形成原因的認識【學法指導】 自主閱讀、合作交流課前預習案 (30 分鐘) 預習之前請先思考以下問題：1、什么是振動？2 、簡諧運動的運動學特征。3、 牛頓第二定律4 、胡克定律一、認真閱讀教材第 10-11 頁“簡諧運動的回復力” 回答以下內(nèi)容 ： 1回復力：(1)

2、(1)命名：回復力是根據(jù)力的 效果 (選填“性質(zhì)”或“效果” )命名的，它可以是重力、彈力或摩擦力，或者幾個力的合力，或某個力的分力。(2) 效果：把物體拉回到 (3) 方向：總是與位移 x 的方向相反，即總是指向 表達式：F =即回復力與物體的位移大小成 , “一”表明回復力與位移方向始終， k 是一個常數(shù)，由 簡諧運動系統(tǒng) 決定2簡諧運動： 如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成 ，并且總是指向 _ _質(zhì)點的運動就是簡諧運動【思考】 1、 以水平彈簧振子為例，試分析彈簧振子為什么能做簡諧運動？2 、試分析一個全振動過程中，隨著振子位置的變化，X、 F、a、v 等將怎么變化？二、認真閱

3、讀教材第 11-12 頁“簡諧運動的能量” 回答以下內(nèi)容 ：1簡諧運動的能量： 指振動系統(tǒng)的 ，振動的過程就是 能和 能互相轉(zhuǎn)化的過程(1) 在最大位移處， 能最大， 能為零；(2) 在平衡位置處， 能最大， 能最小2決定能量大小的因素振動系統(tǒng)的機械能跟 有關(guān)， 越大，機械能就越大，振動越強在簡諧運動中，振動系統(tǒng)的機械能 ，所以簡諧運動是 振動(“等幅”或“不等幅” )預習檢測：1、作簡諧運動的物體，當它每次經(jīng)過同一位置時，一定相同的物理量是（A速度 B位移C回復力D加速度2、 關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，下列說法正確的有（）A等于在平衡位置時振子的動能B 等于在最大位移時彈簧的彈性勢能勢

4、哇為茅C 等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和儀w昨郵刪QiD 位移越大振動能量也越大氓s課堂導學案（45分鐘）一、目標展示（2分鐘）<»二、 課中合作探究（20分鐘）身:*豪卑于的3（一）、簡諧運動的回復力1、彈簧振子為什么會振動？（提示：對振子進行受力分析）（1）看一看：觀察演示實驗（也可看教材 11.3-2 ）:當把彈簧振子從它靜止的位置O拉開一小段距離到B再放開后，它會在 B O A之間振動。（2 ）畫一畫：振子在A、0、B三點的受力情況（3 ）說一說：（學生展示學習成果）：2、這個使振子振動的力有什么特點呢？（提示：以一個全振動的過程來分析）（1 ）看一看：演示的振

5、子振動情況（2 ）畫一畫：畫出振子在不同位置的合力方向和位移方向（3）找一找：振子受到的合力與位移的關(guān)系（4 ）說一說：（學生展示學習成果）：（5 ）總結(jié)歸納：使振子振動的力的特點3、 判斷物體是否做簡諧運動的方法：（二）、簡諧運動的動力學（力與運動的）特點1、看一看：觀察演示（也可自己想象一個做簡諧運動的彈簧振子）：彈簧振子振動時，在 不同的位置、不同振動過程過程的位移和回復力的變化情況2、 想一想（分步分析）隨著振子位置的變化，X、 F、a、v等量將怎變化？3、做一做（通過交流，完成下表）；BB t 000 t aAA t 000 t b位移x大小方向回復力F大小方向加速度a大小方向速度v

6、大小方向4、小結(jié)：各量變化規(guī)律（三）、簡諧運動的能量 因不考慮各種阻力，因而振動系統(tǒng)的總能量守恒。做一做：【思考與討論】將定性分析的結(jié)論填入表格作為一個振動系統(tǒng)，彈簧振子的勢能與彈簧的伸長量有關(guān)， 動能與小球的速度有關(guān)。請在下 表中填出彈簧振子在各位置的能量。 某量取最大值、最小值用文字表示，某量為零用0表示, 增加和減少分別用向上和向下的箭頭表示位置AA000 BB位移的大小速度的大小動能勢能:總能三、實例探究：（8分鐘）1、某一時刻彈簧振子的小球運動到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點3cm處的B點，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大距離為 5cm，彈簧的勁度系數(shù)為 200N/m ，

7、 求：（1）最大回復力的大小是多少？2）在B點時小球受到的回復力的大小和方向？（3）此時小球的加速度大小和方向？（4 ）小球的運動方向怎樣？2如圖所示為某一質(zhì)點的振動圖象，由圖象可知在tl和t2兩時刻，質(zhì)點的速度 VI、V2,加速度a1、a2的正確關(guān)系為（)J3> Jt/cm/IXA.V1V V2,方向相同B.V1V V2,方向相反0/ !C.a1> a2,方向相同D.a1 > a2,方向相反z, 0 / /-2四、課堂總結(jié)：（3分鐘）1、簡諧運動的回復力2、簡諧運動的能量 五、當堂檢測（10分鐘）1 單擺在一次全振動中，最大勢能轉(zhuǎn)化為最大動能的次數(shù)為（）A 4次 B 3次

8、C. 2次 D 1次2一彈簧振子在水平方向做簡諧運動，O點是平衡位置，A、B是它運動路徑上的兩個端點則下列說法中正確的是（）A .物體在O點時，動能最大，加速度最小B .物體在A、B位置時，動能最大，加速度最大C.物體從B到O運動過程中，動能增加，加速度增加D .物體從B到0的過程中做勻加速運動3做簡諧運動的彈簧振子，每次經(jīng)過同一點a （a點在平衡位置和最大振幅之間）時（A. 速度相同B.加速度相同C.動能相同探4.如圖所示為一水平彈簧振子的振動圖象，由此可知（A 在ti時刻，振子的動能最大，所受的彈力最大B .在t2時刻，振子的動能最大，所受的彈力最小C.在t3時刻，振子的動能量大，所受的彈力最小D .在t4時刻，振子的動能最大，所受的彈力最大D.勢能相同)探5把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡 諧運動，它圍繞平衡位置 0在A、B間振動，如圖所示下列結(jié)論正確的是（）A. 小球在0位置時，動能最大，加速度最小B. 小球在A、B位置時，動