探究物体做简谐运动的原因

1、绿野高中导学案科目物理课题探究物体做简谐运动原因课时2课时设计李选涛修订王建鹏班级姓名教 学 目 标1. 知识与技能：知道简谐运动冋复力与位移的关系，并用f=-kx来表示，得到简谐运动的一般 概念。能分析弹簧振了在不同位置的速度大小、速度方向、加速的大小、加速的方 向，以及动能和弹性势能间的转化2. 过程与方法：经历简谐运动冋复力与位移之间关系的分析过程，学会判断物体是否做简谐运 动的方法重点重点：1、理解物体做简谐运动的条件；2、理解简谐运动过程中能量转化的规律。难点难点：全面理解简谐运动过程中各物理量的变化规律及每个物理量之间的关系。学习过程学案导案一、预习自学，探究问题1学生阅读教材p1

2、2-p15内容2学生阅读同步导练p6-p8的【要点导学】和3预习内容：1简谐运动的回复力（1）振动形成的原因（以水平弹簧振子为例）问题：（如图所示）当把振子从它静止的位置0拉 开一小段距离到a再放开后,它为什么会在404【方法举例】wwwwvej勺01/1；/aaaaaaa 2/ v v v v v v v；力*f企p5-;一、学生预习课本 内容并提出自己 不能理解的问题之间振动呢?分析：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，这个力叫 o是根据力的命名的，对于水平方向的弹簧振子，它是弹力。 回复力：振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置，月始终指向平衡位置的力，叫回

3、复力。回复力是根据力的作用效果命名的，不是什么新 的性质的力，可以是，也可是o振动物体的平衡位置也可说成是振动物体振动吋受到的回复力为零的位置。 形成原因：振子离开平衡位置后，冋复力的作用使振子冋到平衡位置, 振子的惯性使振子离开平衡位置。（2）简谐运动的力学特征问题：弹簧振子振动吋，冋复力与位移是什么关系？分析：由振动过程的分析可知，振子的位移总是相对于平衡位置而言的, 即初位置是平衡位置，位移可以用振子的位置坐标x来表示，方向始终从平 衡位置指向外侧。回复力的方向始终指向平衡位置，因而回复力的方向与振 子的位移方向始终相反。对水平方向的弹簧振子来说，回复力就是弹簧的弹力。在弹簧发生弹性 形

4、变时，弹簧振子的回复力f跟振子偏离平衡位置的成正比，即f=-kx式中 f 为, x 为, k 是,负号表示伤o理论研究表明，如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比, 并且总指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。做简谐运动的质点，回复力总满足的形式。式中k是比例常数。这就是简谐运动的动力学特征。振子的运动aoa jo0-a对0点位移的方向怎样？大小如何变化？回复力的方向怎样？大小如 何变化？加速度的方向怎样？大小如 何变化？速度的方向怎样？大小如何变化？二、完成学案，提出问题二督促学牛课前 口学完成同步导 练屮【要点导 学】和【方法举 例】完成同步导练基础训练营1-81. 振动物体偏离

5、平衡位置后，所受到的使它回到的力叫做回复力.2. 冋复力是效果力还是性质力3. 回复力的方向有什么特征4. 回复力是变力还是恒力（回复力的大小有什么特征）5. 回复力的作用效果是什么6. 从动力学这个角度来讲，简谐运动是怎样定义的7. 简谐运动的动力学特征是什么8. 研究弹簧振子的位移，回复力，加速度，速度，（课本13页案例）9. 研究弹簧振子的能量（填写课本15页表格）10. 画出位移，回复力，加速度，速度以及势能，动能随时间变化的关系图 并说明各个物理量周期间的关系是怎样的？【问题1】弹簧下而悬挂的钢球，试推导小球所受合力与它的位移关系。三. 合作探究，解决问题三、解决口学教材 和学案中遇

6、到的 问题展示学习成 果提示：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=mg f'=由此可知回复力与位移的关系符合简谐运动的定义。【体会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。课堂练习水甲的上下抿动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屮倾角为的光滑斜而上的小球沿 斜而拉下一段距离，然后松开，小球的运动是简谐运动。2. 某人想判断

7、以下振动是不是简谐运动，请你陈 述求证的思路（1）粗细均匀的一条木筷，下端绕几圈铁丝， 直浮在较大的筒中（图11.3-4）o把木筷往上提 一段距离后放手，木筷就在水中上下振动；四、总结反刍，知识梳理四、自己总结这两 个仪器的t作原 理并谈这两种仪 器设计的巧妙z 处，对自己有何启 发。1. 学生自己总结物体做简谐运动的条件，知道怎样去判断一个物体 的运动是不是简谐运动。2. 学生自己分析总结做简谐运动的物体运动过程中的各物理量变 化的规律性。3分析做简谐运动物体运动过程中动能，势能，总机械能是如何变 化的。五、资源学案上的 题目检测学生对 这两种利用电磁 学仪器工作原理 的理解和应用。五、随堂

8、检测，落实考点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.止在向右做加速运动c.加速度正在减小d.动能正在减小2. 做简谐运动的物体，每次经过同一位置吋，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屮a.振子所受的冋复力逐渐增大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兀与时间t的关系如图所示,ax / cm由图可知（）a. 质点振

9、动的频率为4处b. 质点振动的振幅为2cmc. 在t=3s吋刻，质点的速率最大d. 在匸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x和3时刻，质点运动的（）a. 位移相同b. 回复力犬小相同c. 速度和同d. 加速度相同6. 弹簧振子的质量为m ,弹簧劲度系数为r ,在振子上放一质量为m的木块, 使两者一起振动，如图。木块的冋复力f是振子对木块的摩擦力，f也满 足fh兀是弹簧的伸长（或压缩）量，那么上为（）ka.mm +加mmd.7 质点在水平方向上做简谐运动。如图，是该质点在0-4s 内的振动图象，下列叙述中止确的是（）a. 再过is,该质点的位移为正的最大