高中物理：11.3《简谐运动的回复力和能量》教案(2)（新人教版选修3-4）

用心 爱心 专心 所谓简谐运动的回复力和能量所谓简谐运动的回复力和能量 教案教案 课题课题简谐运动的简谐运动的 回复力和能回复力和能 量量 课型课型新授课课时数课时数 1 课 时 教学教学 目标目标 1 理解回复力的物理意义和特点 2 能够根据简谐运动的回复力特点证明简谐运动 3 知道简谐运动的机械能守恒及动能和势能的相互转化 4 进一步理解简谐运动的周期性和对称性 重点重点 难点难点 重点 重点 回复力的来源 特点 简谐运动的证明 简谐运动的能量特点 难点 难点 简谐运动的证明 教学教学 过程过程 主主 要要 内内 容容 教 教 师填师填 教法教法 或点或点 拨的拨的 方法方法 学生学生 填知填知 识要识要 点或点或 反思 反思 一 一 二 二 预习导引 1 简谐运动的位移的物理含义是什么 怎么表示 2 在弹簧振子一个周期的振动中 振子的合力怎 么变化 方向有什么特点 不论在什么位置 平衡位置除外 物体所受合力均指向平衡 位置 作用是使物体回到平衡位置 称为回复力 建构新知 一 回复力一 回复力 1 意义意义 振动物体在振动方向的合力振动物体在振动方向的合力 2 特点特点 F Kx K 为振动系统的振动系数 在不同的振动系统中具体含义不 同 x 为质点相对平衡位置的位移 有具体方向 3 振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置 的位移成正比 方向与位移始终相反 这样的振动是简谐 运动 证明以下几个物体为谐振子 证明以下几个物体为谐振子 1 证明漂浮在水面的木块为谐振子 已知 水 木 木块的横截面积 S 2 竖直悬挂的弹簧振子 已知弹簧的劲度系数 K 用心 爱心 专心 引申 悬挂在光滑斜面上的弹簧振子 已知弹簧的劲度 系 数 K 体会 体会 1 回复 力可以由振动方 向的一个力充当 也可能是振动方向 的合力 2 垂直振动方向的 受力与振动无关 思考 回复力 与时间的关系 解答解答 如图的弹簧振 子的振动为简 谐运动 位移 时间关系为 x Asin t 而回复力 F Kx 所以有 F KA sin t Fm sin t 可以用不同的图像表示上述特点 二 简谐运动的能量二 简谐运动的能量 演示 演示 水平方向的弹簧振子 问题 已知轻质弹簧的劲度系数为 K 振幅为 A 观察振子的位移 速度 加速度 受力 AA O OO B B 位 移 s 速 度 v 回 复 力 F 加 速 度 a 动 O BA 用心 爱心 专心 三 三 四 四 五 五 能 势 能 总 能 1 振子的最大速度 2 振子系统的机械能 E 3 系统的机械能 能量 在振动过程中有何特点 知识运用 例 1 如图 轻弹簧的劲度 系数 k 39 2N m 物体 A 的 质量 mA 0 1kg 物体 B 的质 量 mB 0 2kg 两物块间接触水平 最大静摩擦力 F 1 96N 为 使两物体在光滑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 答案 A F k 0 15m 课堂训练 课本问题与练习 P12 回顾小结 总结 总结 一 回复力一 回复力 振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的 位移成正比 方向与位移始终相反 这样的振动是简谐运动 位移成正比 方向与位移始终相反 这样的振动是简谐运动 二 简谐运动的能量二 简谐运动的能量 1 简谐运动系统的机械能守恒简谐运动系统的机械能守恒 动能和势能之间互相转化动能和势能之间互相转化 2 机械能机械能 E EKm EPm 3 实际振动中系统机械能会不断减少实际振动中系统机械能会不断减少 所以简谐运动是理想化的所以简谐运动是理想化的 振动振动 4 动力学物理量周期和能量变化的