人教版 (新课标)选修33 简谐运动的回复力和能量导学案

学习内容

江苏省新沂市王楼中学高中物理 3-4（11.3）导学案

学习目标

1．  知道什么是回复力，理解简谐运动回复力的特点。

2．  理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。

3．  知道判断简谐运动的方法，并能对一些简单的运动进行判断。

学习重、难点

简谐运动回复力的特点。

学法指导

自主、合作、探究

知识链接

1．简谐运动的图象是：                               ，其数学表达式为                    。

2．以一个具体例子来说明：做简谐运动的质点位移、速度、加速度的变化情况。

学习过程

用案人自我创新

[自主学习]

1．1．以“弹簧振子”为例说明：做简谐运动的物体所受合力有什么特点？                                                        。

2．回复力是指：                                              ；回复力是根据力的            来命名的力。

3．简谐运动的回复力特点是：                                   ；可以写成表达式为：         。（此式也为证明振动是不是简谐运动的依据）

3．从“回复力”角度来定义，简谐运动是：                     

                                                           。

4简谐运动中各物理量的变化（以弹簧振子为例）

思考：简谐运动物体各物理量变化的判断思路是：

【例1】弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动过程中（      ）

A．  振子所受的回复力逐渐增大    B。振子的位移逐渐增大

C．  振子的速度逐渐减小           D。振子的加速度逐渐减小

【例2】弹簧振子做简谐运动，当振子的位移为负值时，下列说法正确的是（      ）

A．  速度一定为正，加速度一定为正

B．  速度一定为负，加速度一定为正

C．  速度不一定为正，加速度一定为正

D．  速度不一定为负，加速度一定为负

【例3】一弹簧振子沿水平方向的X轴做简谐运动，原点O为平衡位置，在运动中某一时刻有可能出现的情况是（        ）

A．  位移与速度均为正值，加速度为负值

B．  位移为负，加速度为正

C．  位移与加速度均为正值，而速度为负值

D．  位移、速度、加速度均为负值

【例4】一弹簧振子振幅为A，从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t0/2后的速度大小和加速度大小分别为v1和a1，而振子位移为A/2时速度大小和加速度大小分别为v2和a2，那么（          ）

A．v1>v2         B. v1<v2    C.  a1>a2     D. a1<a2

【例5】一个弹簧振子由质量为m的振子和劲度系数为k的弹簧组成，其振幅为A，振动频率为f，在最大位移处的弹性势能为E。那么，在振子振动过程中，下列说法正确的是（         ）

A．  振子在x=－A时的加速度为kA/m

B．  振子在x=－A时的加速度为－kA/m

C．  振子在x=0时的速度大小为

D．  振子在x=0时的速度大小为2kA/mf

【例6】质点沿直线以O点为平衡位置做简谐运动，A、B点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10cm，质点从A到B的时间为0.1s，从质点到O点开始计时，经0.5s，则下列说法中正确的是（   ）

A．  振幅为5cm

B．  振幅为10cm

C．  通过的路程为50cm

D．  质点的位移为50cm

【例7】思考与练习第一题

【例8（拓展题）如图所示，光滑的水平桌面上，有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为K，开始时振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力的大小为F，然后轻轻释放振子，振子从初速度为零的状态开始向左运动，经过时间T后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为V，则在这个过程中振子的平均速度为（      ）

A．0

B．V/2

C．F/（KT）

D．不为零的某值，但由题设条件无法求出

达标检测

学习反思

布置作业

思考与练习T3、T4