11.3简谐运动的回复力和能量导学案林

11.3 简谐运动的回复力和能量 导学案 1、知识与技能 （1）掌握简谐运动的定义，了解简谐运动的运动特征； （2）掌握简谐运动的动力学公式，了解简谐运动的能量变化规律； （3）准确判断物体是否做简谐运动。 2、过程与方法：引导学生通过实验观察，概括简谐运动的运动特征和简谐运动的能量变化规律，培养归纳总结能力。 3、情感、态度与价值观：结合旧知识进行分析，推理而掌握新知识，以培养其观察和逻辑思维能力。 学习重点：是简谐运动的定义、动力学公式、能量变化规律。 学习难点：难点是简谐运动的动力学分析和能量分析。 学习过程： （一）知识链接 问题1：什么是简谐运动？ 问题2：弹簧振子为什么会振动？ （二）新课教学 1、演示：水平方向的弹簧振子。 问题1：大家应明确观察什么？（物体） 问题2：做简谐运动的物体受的是恒力还是变力？力的大小、方向如何变？ 问题3：弹簧的伸长量与位移大小的关系？ 问题4：弹簧的弹力F的方向与位移x的方向的关系？ 问题5：弹力F与位移x的关系式为 。其中负号示 。加速度a的表达式为 。 问题6：简谐运动的定义是： 。 问题7：回复力的概念： 。（它是根据效果命名的力，实际是振子受到的某一个力或几个力的合力，方向总是指向平衡位置。） 小结：简谐运动的受力特点：回复力的大小与位移成 ，回复力的方向指向 。（证明简谐运动的依据，即满足F=-kx.） 【问题拓展】 【模型】竖直方向的弹簧振子 （1） 平衡位置： 受力特点： （2） 离开平衡位置的某一位置进行受力分析，写出表达式 （3） 是否满足F=kx的形式？ （4） 回复力由哪几个力提供？ 【练习】见课本12页第一题 提示：（1）平衡位置和小球的受力 （2）找回复力即小球受到的合力 （3）回复力与位移的关系式 （二）简谐运动的能量 问题1：简谐运动是不是匀变速运动？ 简谐运动是变速运动，但不是匀变速运动。加速度最大时，速度等于零；速度最大时，加速度等于零。 问题2：从简谐运动的运动特点，我们来看它在运动过程中能量如何变化？ 问题3：振动前为什么必须将振子先拉离平衡位置？（外力对系统做功） 问题4：在A点，外力做功转化为弹簧振子的 。 问题5：小球由静止从A点向O点运动的过程中，弹力对小球做 功（正功或负功）振子的 能转化为 能。O点的 能为0， 能最大。 问题6：小球从O点向B点运动的过程中，弹力对小球做 功（正功或负功）振子的 能转化为 能，所以小球在B点 能最大， 能为零。 小结：简谐运动过程是一个 能和 能的相互转化过程。 如果忽略摩擦等阻力造成的损耗，机械能守恒。因为只有弹力做功或只有动能和势能的相互转化。 【练习】见课本11页思考与讨论，完成表格 【当堂检测】 1.如图是质点做简谐振动的图像，由此可知（ ） A．t=0时，质点的位移、速度均为零 B．t=1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，加速度为负向最大 C．t=2s时，质点的位移为零，速度为负向最大值，加速度为零 D．质点的振幅为5cm，周期为2s 2. 关于弹簧振子做简谐运动时的能量，下列说法正确的有 （ ） A．等于在平衡位置时振子的动能 B．等于在最大位移时弹簧的弹性势能 C．等于任意时刻振子动能与弹簧弹性势能之和 D．位移越大振动能量也越大 3.在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ） A．速度、加速度、动能 B．加速度、回复力和位移 C．加速度、动能和位移 D．位移、动能、回复力