探究物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的原因

1、綠野高中導(dǎo)學(xué)案科目物理課題探究物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)原因課時(shí)2課時(shí)設(shè)計(jì)李選濤修訂王建鵬班級(jí)姓名教 學(xué) 目 標(biāo)1. 知識(shí)與技能：知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)冋復(fù)力與位移的關(guān)系，并用f=-kx來(lái)表示，得到簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一般 概念。能分析彈簧振了在不同位置的速度大小、速度方向、加速的大小、加速的方 向，以及動(dòng)能和彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化2. 過(guò)程與方法：經(jīng)歷簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)冋復(fù)力與位移之間關(guān)系的分析過(guò)程，學(xué)會(huì)判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn) 動(dòng)的方法重點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件；2、理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律。難點(diǎn)難點(diǎn)：全面理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物理量的變化規(guī)律及每個(gè)物理量之間的關(guān)系。學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)案導(dǎo)案一、預(yù)習(xí)自學(xué)，探究問(wèn)題1學(xué)生閱讀教材p1

2、2-p15內(nèi)容2學(xué)生閱讀同步導(dǎo)練p6-p8的【要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)】和3預(yù)習(xí)內(nèi)容：1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力（1）振動(dòng)形成的原因（以水平彈簧振子為例）問(wèn)題：（如圖所示）當(dāng)把振子從它靜止的位置0拉 開(kāi)一小段距離到a再放開(kāi)后,它為什么會(huì)在404【方法舉例】wwwwvej勺01/1；/aaaaaaa 2/ v v v v v v v；力*f企p5-;一、學(xué)生預(yù)習(xí)課本 內(nèi)容并提出自己 不能理解的問(wèn)題之間振動(dòng)呢?分析：物體做機(jī)械振動(dòng)時(shí)，一定受到指向的力，這個(gè)力的作用總能使物體回到，這個(gè)力叫 o是根據(jù)力的命名的，對(duì)于水平方向的彈簧振子，它是彈力。 回復(fù)力：振動(dòng)物體受到的總能使振動(dòng)物體回到平衡位置，月始終指向平衡位置的力，叫回

3、復(fù)力。回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的，不是什么新 的性質(zhì)的力，可以是，也可是o振動(dòng)物體的平衡位置也可說(shuō)成是振動(dòng)物體振動(dòng)吋受到的回復(fù)力為零的位置。 形成原因：振子離開(kāi)平衡位置后，冋復(fù)力的作用使振子冋到平衡位置, 振子的慣性使振子離開(kāi)平衡位置。（2）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特征問(wèn)題：彈簧振子振動(dòng)吋，冋復(fù)力與位移是什么關(guān)系？分析：由振動(dòng)過(guò)程的分析可知，振子的位移總是相對(duì)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標(biāo)x來(lái)表示，方向始終從平 衡位置指向外側(cè)?；貜?fù)力的方向始終指向平衡位置，因而回復(fù)力的方向與振 子的位移方向始終相反。對(duì)水平方向的彈簧振子來(lái)說(shuō)，回復(fù)力就是彈簧的彈力。在彈簧發(fā)生彈性 形

4、變時(shí)，彈簧振子的回復(fù)力f跟振子偏離平衡位置的成正比，即f=-kx式中 f 為, x 為, k 是,負(fù)號(hào)表示傷o理論研究表明，如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成正比, 并且總指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，回復(fù)力總滿足的形式。式中k是比例常數(shù)。這就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征。振子的運(yùn)動(dòng)aoa jo0-a對(duì)0點(diǎn)位移的方向怎樣？大小如何變化？回復(fù)力的方向怎樣？大小如 何變化？加速度的方向怎樣？大小如 何變化？速度的方向怎樣？大小如何變化？二、完成學(xué)案，提出問(wèn)題二督促學(xué)牛課前 口學(xué)完成同步導(dǎo) 練屮【要點(diǎn)導(dǎo) 學(xué)】和【方法舉 例】完成同步導(dǎo)練基礎(chǔ)訓(xùn)練營(yíng)1-81. 振動(dòng)物體偏離

5、平衡位置后，所受到的使它回到的力叫做回復(fù)力.2. 冋復(fù)力是效果力還是性質(zhì)力3. 回復(fù)力的方向有什么特征4. 回復(fù)力是變力還是恒力（回復(fù)力的大小有什么特征）5. 回復(fù)力的作用效果是什么6. 從動(dòng)力學(xué)這個(gè)角度來(lái)講，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是怎樣定義的7. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征是什么8. 研究彈簧振子的位移，回復(fù)力，加速度，速度，（課本13頁(yè)案例）9. 研究彈簧振子的能量（填寫課本15頁(yè)表格）10. 畫出位移，回復(fù)力，加速度，速度以及勢(shì)能，動(dòng)能隨時(shí)間變化的關(guān)系圖 并說(shuō)明各個(gè)物理量周期間的關(guān)系是怎樣的？【問(wèn)題1】彈簧下而懸掛的鋼球，試推導(dǎo)小球所受合力與它的位移關(guān)系。三. 合作探究，解決問(wèn)題三、解決口學(xué)教材 和學(xué)案中遇

6、到的 問(wèn)題展示學(xué)習(xí)成 果提示：如圖所示，平衡狀態(tài)時(shí)有：當(dāng)小球向下偏離平衡位置o拉動(dòng)x長(zhǎng)度到c時(shí)，彈簧的彈力f =規(guī)定向下為正方向，則振子所受的回復(fù)力為：f=mg f'=由此可知回復(fù)力與位移的關(guān)系符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義?！倔w會(huì)判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方法】一個(gè)振動(dòng)，如果回復(fù) 力與偏離平衡位置的位移成正比而且方向與位移方向相反，就能判斷它是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。課堂練習(xí)水甲的上下抿動(dòng)1. 一個(gè)振動(dòng)，如果回復(fù)力與偏離平衡位置的位移成正比而且方向與位移方向相反，就能 判斷它是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)你據(jù)此證明：把圖11.3-3屮傾角為的光滑斜而上的小球沿 斜而拉下一段距離，然后松開(kāi)，小球的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2. 某人想判斷

7、以下振動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)你陳 述求證的思路（1）粗細(xì)均勻的一條木筷，下端繞幾圈鐵絲， 直浮在較大的筒中（圖11.3-4）o把木筷往上提 一段距離后放手，木筷就在水中上下振動(dòng)；四、總結(jié)反芻，知識(shí)梳理四、自己總結(jié)這兩 個(gè)儀器的t作原 理并談這兩種儀 器設(shè)計(jì)的巧妙z 處，對(duì)自己有何啟 發(fā)。1. 學(xué)生自己總結(jié)物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件，知道怎樣去判斷一個(gè)物體 的運(yùn)動(dòng)是不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。2. 學(xué)生自己分析總結(jié)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各物理量變 化的規(guī)律性。3分析做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能，勢(shì)能，總機(jī)械能是如何變 化的。五、資源學(xué)案上的 題目檢測(cè)學(xué)生對(duì) 這兩種利用電磁 學(xué)儀器工作原理 的理解和應(yīng)用。五、隨堂

8、檢測(cè)，落實(shí)考點(diǎn)1. 一個(gè)在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的振動(dòng)周期是0.025s,當(dāng)振子從平 衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，在0.17s時(shí)刻，振子的運(yùn)動(dòng)情況是（）a. 正在向左做減速運(yùn)動(dòng)b.止在向右做加速運(yùn)動(dòng)c.加速度正在減小d.動(dòng)能正在減小2. 做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，每次經(jīng)過(guò)同一位置吋，都具有相同的（）a. 加速度b.速度c.位移d.動(dòng)能3. 彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程屮a.振子所受的冋復(fù)力逐漸增大b.振子的位移逐漸增大c.振子的速率逐漸減小d.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小4. 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其離開(kāi)平衡位置的位移兀與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,ax / cm由圖可知（）a. 質(zhì)點(diǎn)振

9、動(dòng)的頻率為4處b. 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅為2cmc. 在t=3s吋刻，質(zhì)點(diǎn)的速率最大d. 在匸4s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)所受的合力為零5. 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)圖象如圖。由圖可知，在x和3時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的（）a. 位移相同b. 回復(fù)力犬小相同c. 速度和同d. 加速度相同6. 彈簧振子的質(zhì)量為m ,彈簧勁度系數(shù)為r ,在振子上放一質(zhì)量為m的木塊, 使兩者一起振動(dòng)，如圖。木塊的冋復(fù)力f是振子對(duì)木塊的摩擦力，f也滿 足fh兀是彈簧的伸長(zhǎng)（或壓縮）量，那么上為（）ka.mm +加mmd.7 質(zhì)點(diǎn)在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。如圖，是該質(zhì)點(diǎn)在0-4s 內(nèi)的振動(dòng)圖象，下列敘述中止確的是（）a. 再過(guò)is,該質(zhì)點(diǎn)的位移為正的最大