简谐运动及其特征物理量.doc

临澧一中高三物理组简谐运动及其特征物理量临澧一中 肖清林教学目的、要求：1、 使学生掌握机械振动、简谐运动的概念。2、 使学生熟悉简谐运动的特征物理量。3、 使学生掌握简谐运动的力学、运动学、能量特点。教学重点：简谐运动的力学、运动学特点。教学难点：简谐运动中的对称性。教学用具：多媒体用具。教学方法：启发式教学。教学过程： 问题1、我们研究过哪些机械运动？（学生回忆后做答） 教师小结：匀速直线运动； F=0。 匀变速直线运动； F=恒值。 匀变速曲线运动不； 匀速圆周运动。 F与v垂直。 课件演示：机械振动。 （教师画图演示。） 问题2、以上各运动有什么共同之处？（学生观察后回答） 教师总结：机械振动的概念。一、 机械振动。 机械振动：物体（或物体的一部分）在某一位置两侧来回往复运动。 教师讲述：我们研究某一物理问题，都从最简单的模型开始。这里我们也如此。就从最简单的机械振动简谐运动开始。问题3、那么什么样的运动是简谐运动？ 学生回忆或看教材。之后教师总结：二、简谐运动。 1、简谐运动：物体受跟位移大小成正比，方向总是与位移相反的回复力作用下的运动。 2、特征物理量： （1）描述振动的快慢：周期（T）：振动物体完成一次全振动所需要的时间。 频率（f）：1秒内完成全振动的次数。 （2）描述振动的强弱：振幅（A）：物体离开平衡位置的最大距离。 课件演示：水平方向上的弹簧振子的振动。 （教师画弹簧振子模型） 3、简谐运动过程分析。 教师与学生共同分析得出：运动项目由B到O由O到C由C到O由O到B对平衡位置的位移方向向左向右向右向左大小变化最大00最大最大00最大回复力方向向右向左向左向右大小变化最大00最大最大00最大加速度方向向右向左向左向右大小变化最大00最大最大00最大速度方向向右向右向左向左大小变化0最大最大00最大最大0 4、简谐运动过程的对称性。 教师给学生定性分析。（时间、速度大小、动能、势能） 问题4、简谐运动的特点？ 5、简谐运动的特点。 （1）力学特点FKX。 X物体对平衡位置的位移。 【例1】如图所示，在一很大的湖面上，有一边长为a的正方形木块浮在水面上，浸入水中的深度为a/2，（2木水）。现用外力缓慢将木块压下去，最终使木块浸入水中的深度为3a/4。试证明撤去外力后木块的运动为简谐运动。 引导学生从受合力特点上着手证明。 证明：木块的运动为机械振动。 其平衡位置O点。 合力的方向特点。 合力的方向指向O点。 合力的大小特点。 取木块浸入水中深度为a/2时的位置（水面）为平衡位置。考察当木块偏离平衡位置距离为X时。 A、木块在平衡位置上方时： F浮水ga2（a/2X） Mg水ga3/2 F合MgF浮 水ga2X B、木块在平衡位置下方时： F浮水ga2（X a/2） Mg水ga3/2 F合MgF浮 水ga2X 小结：此运动为简谐运动。 （2）运动学特点。 从最大位移处到平衡位置的过程中加速度减小。 从平衡位置到最大位移处的过程中加速度增大。 运动的对称性。 【例2】一质点做简谐运动当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是： （ ）A、速度； B、加速度； C、动能； D、势能。 学生回答。 正确答案：B、C、D 【例3】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达M点用了0.3s，又经过0.2s第二次通过M点。则振子第三次通过M点，还要经过的时间可能是： （ ） A、1s/3； B、8s/15； C、1.4s； D、1.6s。 学生解题后做答：（根据学生的实际情况解析） 可能情况（1）：C选项。 过程解析：如图所示。若振子开始向右运动，根据对称性有：T0.4s。则从第二次经过M点到第三次经过M点的时间为1.4s。故C选项正确。 可能情况（2）：A选项。 过程解析：如图所示。若振子开始向左运动，设振子的周期为T，振子通过OM段的时间为t。则： T/2t0.3 T0.30.2t 联立以上两式解得： T8s/15 t1s/30。 根据对称性有：振子从第二次经过M点到第三次经过M点得时间为1s/3。故A选项正确。 小结：本题正确选项：A、C选项。 （3）能量特点机械能守恒。 三、课堂小结。 四、课外作业。 如图所示，轻弹簧的劲度系数K39.2N/m，物块A的质量MA0.1kg，物块B的质量MB0.2kg，两物块间的接触面水平，最大静摩擦力F1.96N，为使两物块在光滑的水平面上一起做简谐运动，它们之间不发生相对滑动，振动的最大振幅应为多大？板书计划： 第一板 一、机械振动。 二、简谐运动。1、 定义：2、 特征物理量。（T、f、A）3、 运动过程分析。4、 简谐运动的特点。（1）力学特点： FKX。(2) 运动学特点：从最大位移处到平衡位置的过程中加速度减小。 从平衡位置到最大位移处的过程中加速度增大。 运动的对称性。 （3）能量特点：机械能守恒。 第二板 【例1】 【例2】 第三板 【例3】教后感： 2003-11-13简谐运动及其特征物理量一、简谐运动的运动过程分析：二、【例1】如图所示，在一很大的湖面上，有一边长为a的正方形木块浮在水面上，浸入水中的深度为a/2，（2木水）。现用外力缓慢将木块压下去，最终使木块浸入水中的深度为3a/4。试证明撤去外力后木块的运动为简谐运动。【例2】一质点做简谐运动当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是： （ ）A、速度； B、加速度； C、动能； D、势能。【例3】弹簧振子以O点为平衡位置做简谐运动，从O点开始计时，振子第一次到达M点用了0.3s，又经过0.2s第二次通过M点。则振子第三次通过M点，还要经过的时间可能是： （ ） A、1s/3； B、8s/15； C、1.4s； D、1.6s。三、