四川省广安市岳池县第一中学高中物理《1.1 简谐运动》学案 教科版选修3-4VIP免费

学案1简谐运动[学习目标定位]1.了解什么是机械振动、简谐运动.2.知道什么是弹簧振子，理解振子的位移.3.知道简谐运动的振幅、周期和频率的含义，理解周期和频率的关系.4.理解简谐运动的能量，学会分析弹簧振子中动能、势能和机械能的变化情况．INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\知识储备区.tif"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\知识链接.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET1．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧的长度成2．机械能守恒定律：在只有重力或做功的系统内，动能和势能会发生相互转化，但的总量保持不变．INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\新知呈现.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET一、机械振动物体(或物体的某一部分)在某一位置两侧所做的运动，叫做机械振动，通常简称为这个位置称为二．简谐运动INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\W1.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET图11．振子模型：如图1所示，如果小球与水平杆之间的忽略不计，弹簧的质量比小球的质量，也可以忽略不计，这样的系统称为弹簧振子．2．如果物体所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成，并且总指向，则物体所做的运动叫做简谐运动．3．描述简谐运动的物理量有、和频率．4．做简谐运动的振动系统，如果不考虑摩擦和空气阻力，振动系统的守恒．INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\学习探究区.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET一、简谐运动1[问题设计]如图2所示，小球静止在O点时，弹簧没有发生形变，长度为原长．把小球拉到平衡位置的右方A点时，弹簧伸长量为OA，放开小球，观察小球的振动，并回答下列问题．INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\W2.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET图2(1)若水平杆与小球之间有摩擦，则小球运动一段时间会停止，若忽略摩擦，会怎样？(2)(忽略摩擦力)弹簧最大伸长的长度OA和弹簧最大压缩的长度OA′有什么关系？(3)(忽略摩擦力)小球从A经O到A′和小球从A′经O到A所用的时间有什么关系？(4)小球在运动过程中所受的弹力的方向有什么特点？(5)若以O为坐标原点，沿振动方向建立Ox轴，向右为正，则小球受到的弹力与小球位移有什么关系？(位移是相对于O点的)[要点提炼]1．弹簧振子是一种模型，表现在构造上是一根没有质量的弹簧一端固定，另一端连接一个；表现在运动上是(填“有”或“没有”)阻力．2．弹簧振子的平衡位置：振子原来时的位置．3．位移(1)定义：振子在某时刻的位移是从指向振子某时刻的有向线段．(2)特点：运动学中位移是由初位置指向末位置，而振子的位移是以为参考点，由平衡位置指向振子某时刻所在位置．4．回复力(1)回复力是根据力的命名的，它可以是弹力，也可以是其他力(包括摩擦力)，或几个力的合力，或某个力的分力．(2)回复力的方向总是指向，回复力为的位置就是平衡位置．5．简谐运动的动力学特征：回复力F＝.(1)k是比例系数，并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子k为劲度系数)．其值由振动系统决定，与振幅无关．(2)“－”号表示回复力的方向与位移的方向6．简谐运动是最、最的振动．一切复杂的振动都可看成是若干简谐运动的叠加．[延伸思考]判断弹簧振子的平衡位置是以“弹簧处于原长位置时振子的位置”为依据吗？F＝－kx中的“x”是弹簧2振子中弹簧的伸长量吗？二、振幅、周期和频率[问题设计]INCLUDEPICTURE"F:\\源文件\\教科3-4\\24.TIF"\*MERGEFORMATINETINCLUDEPICTURE"H://3-4/3-4/"\*MERGEFORMATINET图3如图3所示，水平桌面上的木质框架质量为M，悬挂在框架上的轻质弹簧劲度系数为k，小铁球质量为m.小铁球能静止在A点，现将小铁球从A上方1cm处的B由静止释放，经0.5s小铁球第1次到达A点．小铁球的运动可视为简谐运动，则：1．小铁球的周期是多少？振幅多大？2．有人说小铁球的振幅只不过是其振动过程中位移的一个特殊值而已，你是否赞同这个观点？[要点提炼]1．振幅A(1)振幅：振...