高二物理WLX341103《簡諧運動的回復力和能量》導學案要點

高二物理WL—X3-4—1103—07§11、3《簡諧運動的回復力和能量》導教案編寫：劉峰審查：徐斌時間：2014-2-19班級組別組名姓名【學習目標】1、理解回復力的物理意義和特色;2、會用動力學的看法，解析簡諧運動中位移、速度、回復力和加速度的變化規(guī)律。3、會用能量守恒的看法，解析水平彈簧振子中動能、勢能、總能量的變化規(guī)律。知道簡諧運動的機械能守恒及動能和勢能的互相轉(zhuǎn)變?！家c難點〗要點：簡諧運動的動力學解析和能量解析,回復力的本源,特色,簡諧運動的證明;簡諧運動的能量特色。難點：簡諧運動的動力學解析和能量解析,簡諧運動的證明?！緦W習過程】（一）、簡諧運動力的特色:回復力1、觀察振子的運動，可以看出振子在做變速運動，請同學們解析一下振子做來去運動的原由是什么？畫出彈簧伸長時振子的受力解析，再對彈簧被壓縮時的振子進行受力解析。分組談論2、寫出振子受力與位移x的關(guān)系式，并解說物理意義。說出回復力的定義。3、經(jīng)過受力解析，解析判斷豎直方向的振子的振動能否簡諧振動4、總結(jié)：物體做簡諧振動的條件⑴回復力是產(chǎn)生振動的必需條件之一；⑵回復力方向總是指向均衡地址，它可以是一個力、也可以是幾個力的合力或某個力的分力；⑶產(chǎn)生振動的第二個必需條件是阻力足夠小。（二）、簡諧運動的能量特色1、做簡諧運動的振子在振動過程中，彈簧和振子構(gòu)成的系統(tǒng)能量是如何轉(zhuǎn)變的，總的機械能如何變化？2、振動過程中各物理量的周期性變化對彈簧振子的一個振動周期解析各量的變化并填寫下表A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大小方向動能彈性勢能總能：3、依照表格分別畫出位移、回復力、加速度、速度、動能、彈性勢能隨時間變化的函數(shù)圖像。4、關(guān)于簡諧振動的能量的理解1）．做簡諧運動的物體，只有動能和勢能的互相轉(zhuǎn)變，對彈簧振子來說機械能守恒。2）．簡諧運動中的能量跟振幅有關(guān)，振幅越大，振動的能量越大。在簡諧運動中，振動的能量保持不變，所以振幅保持不變。只要沒有能量消耗，它將永不暫停地振動下去。3）．在振動的一個周期內(nèi)，動能和勢能完成兩次周期性變化，經(jīng)過均衡地址時動能最大，勢能最??；在振幅地址處時，勢能最大，動能最小。(4決定能量大小的要素振動系統(tǒng)的機械能跟有關(guān)．越大，機械能就越大，振動越強．關(guān)于一個確立的簡諧運動是(選填“等幅”或“減幅”振動．[要點一點]實質(zhì)的運動都有必定的能量消耗，所以實質(zhì)的運動振幅逐漸減小，簡諧運動是一種理想化的模型．【典型例題】（一）、對簡諧運動的理解【例1】．一質(zhì)量為m的小球，經(jīng)過一根輕質(zhì)彈簧懸掛在天花板上，以以下圖。(1小球在振動過程中的回復力其實是________；(2該小球的振動________(填“是”或“否”為簡諧運動；(3在振子向均衡地址運動的過程中(A．振子所受的回復力逐漸增大B．振子的位移逐漸增大C．振子的速度逐漸減小D．振子的加速度逐漸減?。ǘ?、簡諧運動的對稱性【例2】以以下圖，彈簧下邊掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長。則物體在振動過程中(A．物體在最低點時的彈力大小應為2mgB．彈簧的彈性勢能和物體的動能總和保持不變C．彈簧最大彈性勢能等于2mgAD．物體的最大動能應等于mgA（三）、簡諧運動的能量【例3】．彈簧振子做簡諧運動，以下說法中正確的選項是(A．振子在均衡地址時，動能最大，勢能最小B．振子在最大位移處，勢能最大，動能最小C．振子在向均衡地址運動時，因為振子振幅減小，故總機械能減小D．在任意時刻，動能與勢能之和保持不變【例4】.以以下圖，一彈簧振子在A、B間做簡諧運動，均衡地址為O，已知振子的質(zhì)量為M，若振子運動到B處時將一質(zhì)量為m的物體放到M的上邊，且m和M無相對運動而一起運動，下述正確的選項是(A．振幅不變B．振幅減小C．最大動能不變D．最大動能減少【當堂檢測】1、做簡諧運動的質(zhì)點經(jīng)過均衡地址時，擁有最大值的物理量是_________。A．加速度B．速度C．位移D．動能Ｅ．回復力Ｆ．勢能2、以下說法中正確的選項是（）A．彈簧振子的運動是簡諧運動B．簡諧運動就是指彈簧振子的運動C．簡諧運動是勻變速直線運動D．簡諧運動是機械運動中最基本最簡單的一種3、關(guān)于做簡諧運動物體的說法正確的選項是（）A．加速度與位移方向有時同樣，有時相反B．速度方向與加速度有時同樣，有時相反C．速度方向與位移方向有時同樣，有時相反D．加速度方向總是與位移方向相反4、做簡諧運動的物體，當位移為負值時，以下說法正確的選項是（）A．速度必定為正當，加速度必定為正當B．速度不必定為正當，但加速度必定為正當C．速度必定為負值，加速度必定為正當D．速度不必定為負值，加速度必定為負值5、在簡諧運動中，振子每次經(jīng)過同一地址時，以下各組中描述振動的物理量總是同樣的是（）A．速度、加速度、動量和動能B．加速度、動能、回復力和位移C．加速度、動量、動能和位移D．位移、動能、動量和回復力6、當一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，以下說法正確的選項是（）A．振子在振動過程中，速度同樣時，彈簧的長度必定相等B．振子從最低點向均衡地址運動過程中，彈簧彈力一直做負功C．振子在振動過程中的回復力由彈簧的彈力和振子的重力的合力供給D．振子在振動過程中，系統(tǒng)的機械能必定守恒7、關(guān)于彈簧振子做簡諧運動時的能量，以下說法正確的有（）A．等于在均衡地址時振子的動能B．等于在最大位移時彈簧的彈性勢能C．等于任意時刻振子動能與彈簧彈性勢能之和D．位移越大振動能量也越大8．彈簧振子做簡諧運動，以下說法中正確的選項是(A．振子在均衡地址時，動能最大，勢能最小B．振子在最大位移處，勢能最大，動能最小C．振子在向均衡地址運動時，因為振子振幅減小，故總機械能減小D．在任意時刻，動能與勢能之和保持不變9．以以下圖為一水平彈簧振子的振動圖象，由此可知(A．在t1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10．關(guān)于振幅，以下說法中正確的選項是(A．物體振動的振幅越大，振動越激烈B．一個確立的振動系統(tǒng)，振幅越大振動系統(tǒng)的能量越大C．振幅越大，物體振動的位移越大D．振幅越大，物體振動的加速度越大11．如圖3－3所示，A、B分別為單擺做簡諧振動時擺球的不一樣地址。此中，地址A為擺球搖動的最高地址，虛線為過懸點的豎直線。以擺球最低地址為重力勢能零點，則擺球在搖動過程中(A．位于B處的動能最大B．位于A處時局能最大C．在地址A的勢能大于在地址B的動能D．在地址B的機械能大于在地址A的機械能12．以下關(guān)于簡諧運動的說法，正確的選項是(A．只要有回復力，物體就會做簡諧運動B．物體做簡諧運動時，速度方向有時與位移方向相反，有時與位移方向同樣C．物體做簡諧運動時，加速度最大，速度也最大D．物體做簡諧運動時，加速度和速度方向總是與位移方向相反13．公路上勻速行駛的貨車受一擾動，車上貨物隨車廂底板上下振動但不離開底