11.3简谐运动的回复力和能量导学案1、知识与技能（1）掌握简谐运动的定义，了解简谐运动的运动特征；（2）掌握简谐运动的动力学公式，了解简谐运动的能量变化规律；（3）准确判断物体是否做简谐运动。2、过程与方法：引导学生通过实验观察，概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律，培养归纳总结能力。3、情感、态度与价值观：结合旧知识进行分析，推理而掌握新知识，以培养其观察和逻辑思维能力。学习重点：是简谐运动的定义、动力学公式、能量变化规律。学习难点：难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。学习过程：（一）知识链接问题1：什么是简谐运动？问题2：弹簧振子为什么会振动？（二）新课教学1、演示：水平方向的弹簧振子。问题1：大家应明确观察什么？（物体）问题2：做简谐运动的物体受的是恒力还是变力？力的大小、方向如何变？问题3：弹簧的伸长量与位移大小的关系？问题4：弹簧的弹力F的方向与位移x的方向的关系？问题5：弹力F与位移x的关系式为。其中负号表示。加速度a的表达式为。问题6：简谐运动的定义是：。问题7：回复力的概念：。（它是根据效果命名的力，实际是振子受到的某一个力或几个力的合力，方向总是指向平衡位置。）小结：简谐运动的受力特点：回复力的大小与位移成，回复力的方向指向。（证明简谐运动的依据，即满足F=-kx.）【问题拓展】【模型】竖直方向的弹簧振子（1）平衡位置：受力特点：（2）离开平衡位置的某一位置进行受力分析，写出表达式（3）是否满足F=kx的形式？（4）回复力由哪几个力提供？【练习】见课本12页第一题提示：（1）平衡位置和小球的受力（2）找回复力即小球受到的合力（3）回复力与位移的关系式（二）简谐运动的能量问题1：简谐运动是不是匀变速运动？简谐运动是变速运动，但不是匀变速运动。加速度最大时，速度等于零；速度最大时，加速度等于零。问题2：从简谐运动的运动特点，我们来看它在运动过程中能量如何变化？问题3：振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？（外力对系统做功）问题4：在A点，外力做功转化为弹簧振子的。问题5：小球由静止从A点向O点运动的过程中，弹力对小球做功（正功或负功）振子的能转化为能。O点的能为0，能最大。问题6：小球从O点向B点运动的过程中，弹力对小球做功（正功或负功）振子的能转化为能，所以小球在B点能最大，能为零。小结：简谐运动过程是一个能和能的相互转化过程。如果忽略摩擦等阻力造成的损耗，机械能守恒。因为只有弹力做功或只有动能和势能的相互转化。【练习】见课本11页思考与讨论，完成表格【当堂检测】1.如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（）A．t=0时，质点的位移、速度均为零B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零D．质点的振幅为5cm，周期为2s2.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．位移越大振动能量也越大3.在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是（）A．速度、加速度、动能B．加速度、回复力和位移C．加速度、动能和位移D．位移、动能、回复力
