山西省忻州市第一中学高中物理11.1简谐运动小结教学简案新人教版选修3_4.doc

1、1简 谐 运 动 小 结 【学习目标】1 搞清弹簧振子模型的特点2 总结简谐运动的运动学特点和动力学特点。3 掌握简谐运动能量特点4 知道简谐运动位移随时间如何变化及由位移时间图象可获取哪些信息。【教学过程】知识聚焦一、机械振动1.机械振动的意义物体(或物体的一部分)在某一中心位置两侧所做的往复运动.回复力：振动物体所受的总是指向平衡位置的合外力.它是根据作用效果命名的，类似于向心力.2.描述振动的物理量(1)位移 x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量.(2)振幅 A：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量.表示振动的强弱.(3)周期 T 和频率 f：物体完成一次全振动所需的时

2、间叫周期，而频率则等于单位时间内完成全振动的次数.它们是表示振动快慢的物理量.二者互为倒数关系：T f1.当 和 f 是由振动系统本身的性质决定时(非受迫振动)，则叫做固有周期和固有频率.二、简谐运动1.简谐运动的特征物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动.(1)受力特征：回复力 F kx.(2)运动特征：加速度 a kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置.简谐运动是一种变加速运动.在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大.2判断一个振动是否为简谐运动，依据就是看它是否满足上述受力特征或运动特征.(3)振动能量：对于两种典型的简谐运

3、动单摆和弹簧振子，其振动能量与振幅有关，振幅越大，能量越大.简谐运动过程中动能和势能相互转化，机械能守恒.（4）物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性变化，它们的变化周期就是简谐运动的周期 T.物体的动能和势能也随时间周期性变化，其变化周期为 21T.【典型范例】1教材第 12 页问题与练习 32教材第 12 页问题与练习 43一物体从平衡位置出发，做简谐运动，经历了 10s 的时间，测的物体通过了 200cm的路程已知物体的振动频率为 2Hz，该振动的振幅为多大？【课堂例题】1如图所示，弹簧劲度系数为 k，在弹簧下端挂一重物，质量为 m，重物静止在竖直方向将重物向下拉一段距离（没超过弹簧的弹性限度） ，然后无初速释放，重物在竖直方向上上下振动。 （不计空气阻力）（1）试分析重物上下振动回复力的来源。（2）试证明该重物做简谐运动。2有甲、乙两个简谐运动：甲的振幅为 2cm，乙的振幅为 3cm，它们的周期都是 4s，当 t=0 时甲的位移为 2cm，乙的相位比甲落后 。请在坐标系中作出这两个简谐运动的位 4移时间图象。m3