简谐运动的回复力和能量导学案要点

1、11.3简谐运动的回复力和能量（导学案）编制：郭英杰【学习目标】1.理解回复力的概念2.会用动力学的方法，分析简谐运动中的位移、速度、回复力和加速度的变化规律3.会用能量守恒的观点，分析水平弹簧振子中动能、势能、总能量的变化规律【重点】 从动力学和能量的角度，讨论它所受的力和能量转换的情况【难点】 回复力的理解和对振动形成原因的认识【学法指导】 自主阅读、合作交流课前预习案（30分钟）预习之前请先思考以下问题：1、 什么是振动？ 2、简谐运动的运动学特征。3、 牛顿第二定律 4、胡克定律一、 认真阅读教材第10-11页“简谐运动的回复力” 回答以下内容：1回复力：（1） (1命名：回复力是根据

2、力的_效果(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。(2效果：把物体拉回到_(3方向：总是与位移x的方向相反，即总是指向_(4表达式：F_.即回复力与物体的位移大小成_，“”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【思考】1、以水平弹簧振子为例，试分析弹簧振子为什么能做简谐运动？2、试分析一个全振动过程中，随着振子位置的变化，X、 F、a、v等将怎么变化？二、认真阅读教材第11-12页“简谐运动的能量” 回答以下内容：1简

3、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_振动（“等幅”或“不等幅”）预习检测：1、作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（ ）A 速度 B 位移 C 回复力 D 加速度2、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

4、量也越大课堂导学案（45分钟）一、目标展示（2分钟）二、课中合作探究（20分钟）（一）、简谐运动的回复力1、弹簧振子为什么会振动？（提示：对振子进行受力分析）（1）看一看：观察演示实验（也可看教材11.3-2）：当把弹簧振子从它静止的位置O拉开一小段距离到B再放开后，它会在BOA之间振动。（2）画一画：振子在A、O、B三点的受力情况（3）说一说：（学生展示学习成果）：2、这个使振子振动的力有什么特点呢？（提示：以一个全振动的过程来分析）（1）看一看：演示的振子振动情况（2）画一画：画出振子在不同位置的合力方向和位移方向（3）找一找：振子受到的合力与位移的关系（4）说一说：（学生展示学习成果）：

5、（5）总结归纳：使振子振动的力的特点3、判断物体是否做简谐运动的方法:（二）、简谐运动的动力学（力与运动的）特点1、看一看：观察演示（也可自己想象一个做简谐运动的弹簧振子）：弹簧振子振动时，在不同的位置、不同振动过程过程的位移和回复力的变化情况2、想一想（分步分析）随着振子位置的变化，X、 F、a、v等量将怎变化？3、做一做（通过交流，完成下表）；  BBOOOAAAOOOB位移x大小        方向       

6、0;回复力F大小        方向        加速度a大小        方向        速度v大小        方向      

7、;  4、小结：各量变化规律（三）、简谐运动的能量因不考虑各种阻力，因而振动系统的总能量守恒。做一做：【思考与讨论】将定性分析的结论填入表格作为一个振动系统，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AA OOO BB位移的大小速度的大小动能势能总能三、实例探究：（8分钟）1、某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置O点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系数为200N/m

8、，求：（1）最大回复力的大小是多少？（2）在B点时小球受到的回复力的大小和方向？（3）此时小球的加速度大小和方向？（4）小球的运动方向怎样？2如图所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t1和t2两时刻，质点的速度v1、v2，加速度a1、a2的正确关系为( A.v1v2，方向相同 B.v1v2，方向相反C.a1a2，方向相同 D.a1a2，方向相反四、课堂总结：（3分钟）1、 简谐运动的回复力 2、 简谐运动的能量 五、当堂检测（10分钟）1单摆在一次全振动中，最大势能转化为最大动能的次数为（ ）A4次 B3次 C2次 D1次2一弹簧振子在水平方向做简谐运动，O点是平衡位置，A、B是它运动路径上

9、的两个端点则下列说法中正确的是（ ）A物体在O点时，动能最大，加速度最小B物体在A、B位置时，动能最大，加速度最大C物体从B到O运动过程中，动能增加，加速度增加D物体从B到O的过程中做匀加速运动3.做简谐运动的弹簧振子，每次经过同一点a（a点在平衡位置和最大振幅之间）时（ A.速度相同 B.加速度相同 C.动能相同 D.势能相同4如图所示为一水平弹簧振子的振动图象，由此可知(A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在t3时刻，振子的动能量大，所受的弹力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大5.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示.下列结论正确的是（ A.小球在O位置时，