简谐运动及其特征物理量

简谐运动及其特征物理量临澧一中肖清林教学目的、要求：1、使学生掌握机械振动、简谐运动的概念。2、使学生熟悉简谐运动的特征物理量。3、使学生掌握简谐运动的力学、运动学、能量特点。教学重点：简谐运动的力学、运动学特点。教学难点：简谐运动中的对称性。教学用具：多媒体用具。教学方法：启发式教学。教学过程：问题1、我们研究过哪些机械运动？（学生回忆后做答）教师小结：⑴匀速直线运动； F=0。⑵匀变速直线运动； F=恒值。⑶匀变速曲线运动不；⑷匀速圆周运动。 F与v垂直。课件演示：机械振动。（教师画图演示。）问题2、以上各运动有什么共同之处？（学生观察后回答）教师总结：机械振动的概念。一、 机械振动。机械振动：物体（或物体的一部分）在某一位置两侧来回往复运动。教师讲述：我们研究某一物理问题，都从最简单的模型开始。这里我们也如此。就从最简单的机械振动一一简谐运动开始。问题3、那么什么样的运动是简谐运动？学生回忆或看教材。之后教师总结：二、 简谐运动。1、 简谐运动：物体受跟位移大小成正比，方向总是与位移相反的回复力作用下的运动。2、 特征物理量：（1）描述振动的快慢：周期（T）：振动物体完成一次全振动所需要的时间。频率（f）：1秒内完成全振动的次数。（2）描述振动的强弱：振幅（A）：物体离开平衡位置的最大距离。课件演示：水平方向上的弹簧振子的振动。（教师画弹簧振子模型）3、简谐运动过程分析。

教师与学生共同分析得出：运动项目由B到O由O到C由C到O由O到B对平衡位置的位移方向向左向右向右向左大小变化取大一00—取大取大一00—取大回复力方向向右向左向左向右大小变化取大一00—取大取大一00—取大加速度方向向右向左向左向右大小变化取大一00—取大取大一00—取大速度方向向右向右向左向左大小变化0—取大取大一00—取大取大一04、简谐运动过程的对称性。教师给学生定性分析。（时间、速度大小、动能、势能）问题4、简谐运动的特点？5、简谐运动的特点。（1）力学特点一一F=—KX。X――物体对平衡位置的位移。例1】如图所示，在一很大的湖面上，有一边长为a的正方形木块浮在水面上，浸入水中的深度为a/2,（2P木二p水）。现用外力缓慢将木块压下去，最终使木块浸入水中的深度为3a/4。试证明撤去外力后木块的运动为简谐运动。引导学生从受合力特点上着手证明。证明：①木块的运动为机械振动。其平衡位置一一O点。合力的方向特点。合力的方向――指向O点。合力的大小特点。取木块浸入水中深度为a/2时的位置（水面）为平衡位置。考察当木块偏离平衡位置距离为X时。A、木块在平衡位置上方时：

F浮=卩水ga2（M2—X）Mg=p水ga3/2F=Mg—F合浮=p水ga2XB、木块在平衡位置下方时:F浮=卩水ga2（X— a/2）Mg=p水ga3/2F合二Mg—F浮=P水ga2X小结：此运动为简谐运动。2）运动学特点。从最大位移处到平衡位置的过程中――加速度减小。从平衡位置到最大位移处的过程中――加速度增大。运动的对称性。【例2】一质点做简谐运动当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是：（）A、速度；B、加速度；C、动能；D、势能。学生回答。 正确答案：B、C、D【例3】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达M点用了0.3s，又经过0.2s第二次通过M点。则振子第三次通过M点，还要经过的时间可能是： （ ）A、1s/3；B、8s/15； C、1.4s； D、1.6s。学生解题后做答：（根据学生的实际情况解析）可能情况（1）：C选项。过程解析：如图所示。若振子开始向右运动，根据对称性有：T=0.4s。则从第二次经过M点到第三次经过M点的时间为1.4s。故C选项正确。可能情况（2）：A选项。过程解析：如图所示。若振子开始向左运动，设振子的周期为T，振子通过OM段的时间为t。则:T/2+t=0.3T=0.3+0.2+t联立以上两式解得： T=8s/15 t=1s/30。根据对称性有：振子从第二次经过M点到第三次经过M点得时间为1s/3。故A选项正确。小结：本题正确选项：A、C选项。能量特点 机械能守恒。三、 课堂小结。四、 课外作业。如图所示，轻弹簧的劲度系数K=39.2N/m，物块A的质量MA=O.lkg,物块B的质量MB=0.2kg，两物块间的接触面水平，最大静摩擦力F=1.96N,为使两物块在光滑的水平面上一起做简谐运动，它们之间不发生相对滑动，振动的最大振幅应为多大？板书计划：第一板一、 机械振动。二、 简谐运动。1、定义：2、 特征物理量。(T、f、A)3、 运动过程分析。4、 简谐运动的特点。力学特点：F=—KX。运动学特点：①从最大位移处到平衡位置的过程中一一加速度减小。从平衡位置到最大位移处的过程中――加速度增大。运动的对称性。能量特点：机械能守恒。第二板【例1】 【例2】第三板【例3】教后感：

2003-11-13简谐运动及其特征物理量、简谐运动的运动过程分析：BOC振子运动项目血R到0由0到C山C到0山0到B对平衡立置的位移方向大小变化回复力方向大小变化力n速度方向大小变化速度方向大小变化、【例1】如图所示，在一很大的湖面上，有一边长为a的正方形木块浮在水面上，浸入水中的深度为a/2,（2p木=卩水）。现用外力缓慢将木木水块压下去，最终使木块浸入水中的深度为3a/4。试证明撤去外力后木块的运动为简谐运动。例2】一质点做简谐运动当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A、速度；B、加速度；C、动能；D、势能。【例3】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达M点用了0.3s，又经过0.2s第二次通过M点。则振子第三次通过M点，还要经过的时间可能是： （ ）A、1s/3；B、8s/15；C、1.4s； D、1.6s。三、课外练习。