浙江省临海市白云高级中学高中物理 简谐运动学案 新人教版选修34.doc

浙江省临海市白云高级中学高中物理 简谐运动学案 新人教版选修3-4【学习目标】1理解简谐运动的特征，能用公式和图像描述简谐运动的特征。2学会用单摆模型测重力加速度的方法。3联系生活实际，了解受迫振动在生活生产中的利用和防止。 【自主建构】一、简谐运动1什么是简谐运动？（判断一个振动是不是简谐运动的依据）2你能写出哪些描述简谐运动的物理量？3简谐运动的表达式（1）动力学表达式： （2）运动学表达式：4简谐运动的图象试画出振动图象：（1）从平衡位置开始计时：（2）从最大位移处开始计时：思考：从振动图象，你可以直接得到哪些信息？5简谐运动的能量二、简谐运动的两种基本模型1弹簧振子2单摆：（1）单摆的成立条件（2）在什么条件下，可以把单摆的振动近似为简谐运动（3）你是怎样理解单摆周期公式的？三、受迫振动和共振1什么是受迫振动？2共振的条件？【课内探究】探究一： 简谐运动例1如图所示，下表中的物理量甲、乙、丙、丁表示简谐运动的物体的位移x或速度v，它们与时刻的对应关系如表中所示，t是振动周期，则下列选项正确的是 ( )状 时态 刻物理量0t/4t/23t/4t甲零正向最大零负向最大零乙零负向最大零正向最大零丙正向最大零负向最大零正向最大丁负向最大零正向最大零负向最大a若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v b若丁表示位移x，则甲表示相应的速度vc若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v d若丁表示位移x，则丙表示相应的速度vabo练习 1如图所示，一做简谐运动的弹簧振子，平衡位置在o点，a、b是最大位移点，那么 ( )a弹簧振子受的合外力总指向o点 b回复力由o点指向a点c回复力由o点指向b点 d弹簧振子受重力、支持力、回复力弹簧弹力练习2弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，在振子向平衡位置移动的过程中 （ ） a回复力逐渐增大 b位移逐渐增大c速度逐渐减小 d加速度逐渐减小x/cm0.51.52.5t/so5-5例2一简谐运动的振动图线如图所示，由图知 ( )af=2hz , a=5m bt=2.0s时，加速度最大ct=1.7s时，加速度为正，速度为负 dt=0.5s时，质点所受合外力为零练习3作简谐运动的质点先后以同样的速度经过a、b两点，中间经历的时间为0.5s，经过b点以后再经0.5s，质点又经过b点，则质点的振动周期是多少？若该过程中质点的路程是20cm，则质点的振幅为多少？练习4.如图甲所示,一弹簧振子在ab间做简谐运动,o为平衡位置,如图乙是振子做简谐运动时的位移时间图象,则关于振子的加速度随时间的变化规律,下列四个图象中正确的是 ( )练习5. 悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期为2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时,它的振动图象如图所示,由图可知 ( )a.t=1.25 s时振子的加速度为正，速度为正b.t=1.7 s时振子的加速度为负，速度为负c.t=1.0 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值d.t=1.5 s时振子的速度为零，加速度为负的最大值探究二：单摆例3如图所示，光滑圆槽的半径r远大于小球运动的弧长，今有a、b两个小球(可视为质点)同时由静止释放，其中a球开始时离圆槽最 低点o较b球远些，则它们 ( )a在o点相碰 b在o点左侧相碰c在o点右侧相碰 d各自的振幅不变练习6一位同学用单摆做测量重力加速度，进行了如下步骤：a.测摆长l，用米尺量出摆线的长度b.测周期t，将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期t=c.将测得的l和t代人单摆周期公式 ，算出g 指出上面步骤中遗漏或错误的地方（填该步骤的字母），并加以改正 练习7. 如图所示，是一个单摆的共振曲线(g取10 m/s2)(1)求此单摆的摆长？(2)若增大摆长,共振曲线的峰值向左移还是向右移?练习8. 如图两个弹簧振子悬挂在同一支架上,已知甲弹簧振子的固有频率为8 hz,乙弹簧振子的固有频率为72 hz,当支架在受到竖直方向且频率为9 hz的驱动力作用做受迫振动时,则两个弹簧振子的振动情况是（ ）a. 甲的振幅较大，且振动频率为8 hzb. 甲的振幅较大，且振动频率为9 hzc. 乙的振幅较大，且振动频率为9 hzd. 乙的振幅较大，且振动频率为72 hz【高考