113簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量導(dǎo)學(xué)案

1、11.3 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量(導(dǎo)學(xué)案)編制：郭英杰【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1. 理解回復(fù)力的概念2. 會(huì)用動(dòng)力學(xué)的方法，分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的位移、速度、回復(fù)力和加速度的變化規(guī)律3. 會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)，分析水平彈簧振子中動(dòng)能、勢(shì)能、總能量的變化規(guī)律 【重點(diǎn)】 從動(dòng)力學(xué)和能量的角度，討論它所受的力和能量轉(zhuǎn)換的情況 【難點(diǎn)】 回復(fù)力的理解和對(duì)振動(dòng)形成原因的認(rèn)識(shí)【學(xué)法指導(dǎo)】 自主閱讀、合作交流課前預(yù)習(xí)案 (30 分鐘) 預(yù)習(xí)之前請(qǐng)先思考以下問題：1、什么是振動(dòng)？2 、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。3、 牛頓第二定律4 、胡克定律一、認(rèn)真閱讀教材第 10-11 頁(yè)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力” 回答以下內(nèi)容 ： 1回復(fù)力：(1)

2、(1)命名：回復(fù)力是根據(jù)力的 效果 (選填“性質(zhì)”或“效果” )命名的，它可以是重力、彈力或摩擦力，或者幾個(gè)力的合力，或某個(gè)力的分力。(2) 效果：把物體拉回到 (3) 方向：總是與位移 x 的方向相反，即總是指向 表達(dá)式：F =即回復(fù)力與物體的位移大小成 , “一”表明回復(fù)力與位移方向始終， k 是一個(gè)常數(shù)，由 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 決定2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)： 如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成 ，并且總是指向 _ _質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)【思考】 1、 以水平彈簧振子為例，試分析彈簧振子為什么能做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？2 、試分析一個(gè)全振動(dòng)過程中，隨著振子位置的變化，X、 F、a、v 等將怎么變化？二、認(rèn)真閱

3、讀教材第 11-12 頁(yè)“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量” 回答以下內(nèi)容 ：1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量： 指振動(dòng)系統(tǒng)的 ，振動(dòng)的過程就是 能和 能互相轉(zhuǎn)化的過程(1) 在最大位移處， 能最大， 能為零；(2) 在平衡位置處， 能最大， 能最小2決定能量大小的因素振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能跟 有關(guān)， 越大，機(jī)械能就越大，振動(dòng)越強(qiáng)在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能 ，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是 振動(dòng)(“等幅”或“不等幅” )預(yù)習(xí)檢測(cè)：1、作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，一定相同的物理量是（A速度 B位移C回復(fù)力D加速度2、 關(guān)于彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，下列說法正確的有（）A等于在平衡位置時(shí)振子的動(dòng)能B 等于在最大位移時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能勢(shì)

4、哇為茅C 等于任意時(shí)刻振子動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能之和儀w昨郵刪QiD 位移越大振動(dòng)能量也越大氓s課堂導(dǎo)學(xué)案（45分鐘）一、目標(biāo)展示（2分鐘）<»二、 課中合作探究（20分鐘）身:*豪卑于的3（一）、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力1、彈簧振子為什么會(huì)振動(dòng)？（提示：對(duì)振子進(jìn)行受力分析）（1）看一看：觀察演示實(shí)驗(yàn)（也可看教材 11.3-2 ）:當(dāng)把彈簧振子從它靜止的位置O拉開一小段距離到B再放開后，它會(huì)在 B O A之間振動(dòng)。（2 ）畫一畫：振子在A、0、B三點(diǎn)的受力情況（3 ）說一說：（學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果）：2、這個(gè)使振子振動(dòng)的力有什么特點(diǎn)呢？（提示：以一個(gè)全振動(dòng)的過程來分析）（1 ）看一看：演示的振

5、子振動(dòng)情況（2 ）畫一畫：畫出振子在不同位置的合力方向和位移方向（3）找一找：振子受到的合力與位移的關(guān)系（4 ）說一說：（學(xué)生展示學(xué)習(xí)成果）：（5 ）總結(jié)歸納：使振子振動(dòng)的力的特點(diǎn)3、 判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法：（二）、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)（力與運(yùn)動(dòng)的）特點(diǎn)1、看一看：觀察演示（也可自己想象一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子）：彈簧振子振動(dòng)時(shí)，在 不同的位置、不同振動(dòng)過程過程的位移和回復(fù)力的變化情況2、 想一想（分步分析）隨著振子位置的變化，X、 F、a、v等量將怎變化？3、做一做（通過交流，完成下表）；BB t 000 t aAA t 000 t b位移x大小方向回復(fù)力F大小方向加速度a大小方向速度v

6、大小方向4、小結(jié)：各量變化規(guī)律（三）、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量 因不考慮各種阻力，因而振動(dòng)系統(tǒng)的總能量守恒。做一做：【思考與討論】將定性分析的結(jié)論填入表格作為一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)，彈簧振子的勢(shì)能與彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)， 動(dòng)能與小球的速度有關(guān)。請(qǐng)?jiān)谙?表中填出彈簧振子在各位置的能量。 某量取最大值、最小值用文字表示，某量為零用0表示, 增加和減少分別用向上和向下的箭頭表示位置AA000 BB位移的大小速度的大小動(dòng)能勢(shì)能:總能三、實(shí)例探究：（8分鐘）1、某一時(shí)刻彈簧振子的小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)，距平衡位置0點(diǎn)3cm處的B點(diǎn)，已知小球的質(zhì)量為1kg，小球離開平衡位置的最大距離為 5cm，彈簧的勁度系數(shù)為 200N/m ，

7、 求：（1）最大回復(fù)力的大小是多少？2）在B點(diǎn)時(shí)小球受到的回復(fù)力的大小和方向？（3）此時(shí)小球的加速度大小和方向？（4 ）小球的運(yùn)動(dòng)方向怎樣？2如圖所示為某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，由圖象可知在tl和t2兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的速度 VI、V2,加速度a1、a2的正確關(guān)系為（)J3> Jt/cm/IXA.V1V V2,方向相同B.V1V V2,方向相反0/ !C.a1> a2,方向相同D.a1 > a2,方向相反z, 0 / /-2四、課堂總結(jié)：（3分鐘）1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量 五、當(dāng)堂檢測(cè)（10分鐘）1 單擺在一次全振動(dòng)中，最大勢(shì)能轉(zhuǎn)化為最大動(dòng)能的次數(shù)為（）A 4次 B 3次

8、C. 2次 D 1次2一彈簧振子在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)是平衡位置，A、B是它運(yùn)動(dòng)路徑上的兩個(gè)端點(diǎn)則下列說法中正確的是（）A .物體在O點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小B .物體在A、B位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大C.物體從B到O運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能增加，加速度增加D .物體從B到0的過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)3做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，每次經(jīng)過同一點(diǎn)a （a點(diǎn)在平衡位置和最大振幅之間）時(shí)（A. 速度相同B.加速度相同C.動(dòng)能相同探4.如圖所示為一水平彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此可知（A 在ti時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大B .在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最小C.在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能量大，所受的彈力最小D .在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈力最大D.勢(shì)能相同)探5把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn) 諧運(yùn)動(dòng)，它圍繞平衡位置 0在A、B間振動(dòng)，如圖所示下列結(jié)論正確的是（）A. 小球在0位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最小B. 小球在A、B位置時(shí)，動(dòng)