《简谐运动的回复力和能量》教案3

简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量 教案教案 教学目标教学目标 1 掌握简谐运动回复力的特征 2 通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学 使学生认识到回 复力和惯性是矛盾的两个对立面 正是这一对立面能够使物体做简谐运动 3 理解简谐运动的运动规律 位移 回复力 加速度 速度变化的规律 4 对水平的弹簧振子 能定量地说明弹性势能与动能的转化 5 分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况 提高学生分析和解决问题的能 力 6 简谐运动过程中能量的相互转化 对学生进行物质世界遵循对立统一规律 观点的渗透 7 理解简谐运动的运动规律 位移 回复力 加速度 速度变化的规律 8 对水平的弹簧振子 能定量地说明弹性势能与动能的转化 9 分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况 提高学生分析和解决问题的能 力 10 简谐运动过程中能量的相互转化 对学生进行物质世界遵循对立统一规律 观点的渗透 内容模块内容模块 1 简谐运动的回复力 简谐运动的回复力 1 振动形成的原因 振动形成的原因 以水平弹簧振子为例 问题 如图所示 当把振子从它静止的位置 O 拉开一小段距离到 A 再放开后 它为什么会在 A O A 之间振动呢 式中 F 为 x 为 k 是 负号表示你 理论研究表明 理论研究表明 如果质点所受的力与它偏离平衡如果质点所受的力与它偏离平衡 位置的位移大小成正比 并且总指向平衡位置 质点的运动就是简谐运动 位置的位移大小成正比 并且总指向平衡位置 质点的运动就是简谐运动 做简谐运动的质点 回复力总满足做简谐运动的质点 回复力总满足 的形式 式中 k 是比例常数 这就是简谐运动的动力学特征 O AA F F 分析 物体做机械振动时 一定受到指向 的力 这个力的作用总能 使物体回到 这个力叫 是根据力的 命名的 对于水平方 向的弹簧振子 它是弹力 回复力 振动物体受到的总能使振动物体回到平衡位置 且始终指向平 衡位置的力 叫回复力 回复力是根据力的作用效果命名的 不是什么新的性 质的力 可以是 也可是 振动物体的平衡位置也可说成 是振动物体振动时受到的回复力为零的位置 形成原因 振子离开平衡位置后 回复力的作用使振子回到平衡位置 振子的惯性使振子离开平衡位置 2 简谐运动的力学特征 简谐运动的力学特征 问题 弹簧振子振动时 回复力与位移是什么关系 分析 由振动过程的分析可知 振子的位移总是相对于平衡位置而言的 即初位置是平衡位置 位移可以用振子的位置坐标 x 来表示 方向始终从平衡 位置指向外侧 回复力的方向始终指向平衡位置 因而回复力的方向与振子的 位移方向始终相反 对水平方向的弹簧振子来说 回复力就是弹簧的弹力 在弹簧发生弹性形 变时 弹簧振子的回复力 F 跟振子偏离平衡位置的 成正比 即 F kx 振子的运动 A OO A A OO A 对 O 点位移的方向怎样 大 小如何变化 回复力的方向怎样 大小如 何变化 加速度的方向怎样 大小如 何变化 速度的方向怎样 大小如何 变化 振子的动能 弹簧的势能 系统总能量 1 证明 P12 做一做 竖直弹