山西省忻州市第一中学高中物理11.3简谐运动的回复力和能量预习学案新人教版选修3_4.doc

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1、1简 谐 运 动 的 回 复 力 和 能 量【学习目标】1 理解回复力的含义，知道它是根据作用效果命名的力。2 掌握回复力与振动位移的关系，能够用它定性地判断某一振动是否为简谐运动。3 知道简谐运动是一种没有能量损耗的理想运动，会分析振动过程中的能量变化情况。4 会分析简谐运动过程中振子加速度、速度的变化规律。【学习任务】一、精读教材“简谐运动的回复力”部分回答以下问题：1简谐运动的回复力有什么特点？简谐运动是不是匀变速直线运动？2什么叫做回复力？回复力的作用效果是什么？回复力是怎样命名的？其方向有何特点？3讨论探究：两个倾角都较小的光滑斜面对在一起，小球在两个斜面上往复运动，若忽略小球在两斜

2、面相接处的能量损失，小球的振动是简谐运动吗？4利用所学知识讨论并小结简谐运动中 F 与 x、 a 与 F、 v 与 x 的关系及变化规律。二、精读教材“简谐运动的能量”部分回答以下问题：1根据简谐运动的特点完成课本 11 页“思考与讨论” 。2简谐运动的能量指什么？振动过程中它们怎样转化？系统的总能量是否发生变化？简谐运动能量的大小如何体现？3振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？【自主检测】1关于简谐运动的有关物理量，下列说法中错误的是【 】A回复力方向总是指向平衡位置B向平衡位置运动时，加速度越来越小，速度也越来越小C加速度和速度方向总是跟位移方向相反D速度方向有时跟位移方向相同，有时相反

3、2图为某质点的简谐运动图象，由图可知【 】A周期为 5s，振幅为 10cm；2B2s 末质点的加速度为零；C3s 末质点的速度为最大值，势能最小；D2s3s 这段时间内，回复力作正功，3s4s 这段时间内势能逐渐增大。3一个做简谐振动的弹簧子，当振子的位移达到最大位移的一半时，回复力的大小跟振子达到最大位移时的回复力之比为 ；加速度的大小跟振子达到最大位移时的加速度之比为 。 【课堂例题】1教材第 12 页问题与练习 2【学后反思】4 简 谐 运 动 小 结【学习任务】通过学习前几节内容完成下列问题：1 弹簧振子模型有哪些特点？32 总结简谐运动的运动学特点和动力学特点。3 简谐运动能量特点是

4、什么？4 简谐运动位移随时间如何变化？由位移时间图象可获取哪些信息？【自主检测】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。m4