高二物理人教版選修3-4第十一章《機(jī)械振動(dòng)》復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)1

摘要：《機(jī)械振動(dòng)》主要復(fù)習(xí)簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。關(guān)鍵字：高二物理人教版選修3-4第十一章《機(jī)械振動(dòng)》復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)第十一章機(jī)械振動(dòng)(復(fù)習(xí)課)授課內(nèi)容第九章機(jī)械振動(dòng)(復(fù)習(xí)課)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)簡諧運(yùn)動(dòng)，能夠從受力、運(yùn)動(dòng)、能量等角度對(duì)它進(jìn)行分析；進(jìn)一步理解受迫振動(dòng)與共振動(dòng)現(xiàn)象；掌握彈簧振子、單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)復(fù)習(xí)簡諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)掌握處理簡諧運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用的方法教學(xué)方法講授法教學(xué)用具電腦及投影儀教學(xué)內(nèi)容教法學(xué)法設(shè)計(jì)[知識(shí)歸納]：1、簡諧運(yùn)動(dòng)：簡諧運(yùn)動(dòng)的條件：物體一定受到回復(fù)力作用。（F=-Kx）兩種典型物理模型：彈簧振子、單擺。提問：這兩種簡諧運(yùn)動(dòng)的模型它們的回復(fù)力分別是什么力提供的？它們做簡諧運(yùn)動(dòng)共同點(diǎn)是什么？不同點(diǎn)又是什么？描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量：振幅、周期及頻率。說明：①簡諧運(yùn)動(dòng)都是等幅振動(dòng)，能量守恒；②簡諧運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)都有固有周期，與振幅無關(guān)。對(duì)于單擺而言：簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象：是一條正弦或余弦曲線。提問：通過簡諧運(yùn)動(dòng)的曲線我們可以獲得哪些信息呢？1、復(fù)習(xí)時(shí)盡量讓學(xué)生進(jìn)行回憶。簡諧運(yùn)動(dòng)的能量：機(jī)械能守恒，動(dòng)能與勢(shì)能不斷發(fā)生轉(zhuǎn)化。2、振動(dòng)的分類：自由振動(dòng)：①無阻尼振動(dòng)（如：簡諧運(yùn)動(dòng)，能量守恒）。②阻尼振動(dòng)（振幅不斷減小，能量不斷衰減，但一般周期及頻率不變）。受迫振動(dòng)與共振：①物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下所做的振動(dòng)，叫做受迫振動(dòng)。受迫振動(dòng)的物體穩(wěn)定振動(dòng)頻率（或周期）等于驅(qū)動(dòng)力的頻率（或周期）。②共振是一種特殊的受迫振動(dòng)現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)力的頻率接近于物體的固有頻率，此時(shí)物體受迫振動(dòng)的振幅最大。提問：如果需要物體發(fā)生共振時(shí)，我們應(yīng)該怎樣辦？如果需要讓物體不發(fā)生共振，我們又該怎樣辦？[典型例題分析]：例1、如圖示，質(zhì)量為m的物體A放置在質(zhì)量為M的物體B上，B與彈簧相連它們一起在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過程中A、B無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為K，當(dāng)物體離開平衡位置的位移為X時(shí)，A、B間摩擦力的大小是多少？分析：A、B兩物體看成一個(gè)連接體，它們一起做簡諧運(yùn)動(dòng)，且A、B之間無相對(duì)滑動(dòng)。我們可以求解A、B整體離開平衡位移X時(shí)的瞬時(shí)加速度，然后再運(yùn)用隔離的方法求解B物體所受的靜摩擦力的大小。解答：略。例2、如圖示，根據(jù)水平方向運(yùn)動(dòng)的彈簧振子運(yùn)動(dòng)圖象，回答下列問題：（1）哪些時(shí)刻與t1時(shí)刻的加速度一樣？（2）哪些時(shí)刻與t1時(shí)刻的速度一樣？（3）哪些時(shí)刻與t1時(shí)刻的動(dòng)能一樣？哪些時(shí)刻與t1時(shí)刻的動(dòng)量一樣？（4）哪段運(yùn)動(dòng)時(shí)間振子的動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化？解析：略。2、阻尼振動(dòng)也是一種自由振動(dòng)，所以它的振動(dòng)周期及頻率一般不隨振幅的變化而變化。例3、某人用單擺測定一座山峰的高度，在高山頂用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)裝置記錄到單擺擺動(dòng)1000次的時(shí)間，再到海平面上測得同一單擺經(jīng)同一時(shí)間擺動(dòng)了1001次。若地球半徑為6400Km，則所測得山峰海拔高度為多少？分析：單擺在山峰的頂部的振動(dòng)周期與海平面上的振動(dòng)周期不一樣，可以通過這兩處地理位置到地球中心的距離關(guān)系，求解出兩處的重力加速度之間，再通過擺動(dòng)的等時(shí)關(guān)系列式求解。解析：設(shè)地球的半徑為R，山峰的海拔高度為h，單擺在山峰處與海平面處的重力加速度分別為g1與g2，則，，，所以：1000T1=1001T2，，解得：h=R/1000=6．4km例4、如圖示，一個(gè)秒擺在豎直平面內(nèi)A、B、C之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)擺球振動(dòng)到最低點(diǎn)的B向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，在B點(diǎn)正下方，一個(gè)小球M沿著光滑的水平面正向右運(yùn)動(dòng)，小球M與B點(diǎn)正右方相距為S的豎直墻壁撞后返回B點(diǎn)正下方時(shí)，擺球也恰好又?jǐn)[到B點(diǎn)（小球M與豎直墻壁無能量損失，碰撞時(shí)間極短不計(jì)）。試求：小球M的速度大??？分析：小球M與豎直墻壁碰撞無能量損失，所以返回的速率是不變的，小球從B點(diǎn)正下方向右運(yùn)動(dòng)直到返回到B點(diǎn)正下方的時(shí)間，跟單擺球的振動(dòng)后回到B點(diǎn)的時(shí)間相等。但是單擺的振動(dòng)具有周期性，所以單擺球從B點(diǎn)開始向右振動(dòng)，再一次振動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間是：或者：（n屬于自然數(shù)），這樣就可以求出小球M的運(yùn)動(dòng)速