场强与电势差的关系

第二章 第十一章 机械振动 第一节 简谐运动 编制： 孟宪刚 审核：刘庆刚 包科领导： 【学习目标】 1．理解简谐运动特点，通过观察与分析，知道它的位移-时间图像是一条正弦曲线。 2．自主学习，合作探究，学会用图像描述运动的方法。 3．激情投入，感受生活中运动的多样性。 【重点难点】 1.弹簧振子理想化模型的理解。 2.简谐运动位移-时间图像的理解。 【使用说明与方法指导】 1.准确理解简谐运动特点及其位移与时间的关系遵从的正弦函数规律。领悟用图像描述运动的方法。 2.在课前预习引领下先通读教材，进行知识梳理；勾划课本并写上提示语、标注序号；熟记基础知识。完成预习部分，用红笔标注疑问 【课前预习】 一、机械振动 1.振动是我们日常生活中的常见运动形式，结合生活实际请你回答下列问题： （1）钟摆的摆动、水中浮标的上下浮动等运动有什么共同的特点? （2）物体或质点在其平衡位置附近所作的往复运动叫机械振动。举出几个有关振动的实例。 二、弹簧振子 1.写出弹簧振子的构成，在理想状况下弹簧振子的哪些因素忽略不计? 2.如图所示为弹簧振子模型 （1）让弹簧振子自由伸长，此时振子静止在O点，问此时振子受到哪些力的作用? 合力的方向？请你从受力的角度理解为什么O点称为平衡位置。 （2）把振子向左压到A点，松手，问：松手后的瞬间振子受到哪些力的作用?合力的方向？ 若在Aˊ点呢？ 3.弹簧振子的位移——时间图像： （1）在《必修一》中，我们是这样定义位移的:“从运动的初位置指向末位置的有向线段”。在振动中位移又是怎样规定的？ （2）我们常用位移（x）描述弹簧振子的运动，它有那两重意义？ （3）弹簧振子的位移—时间图像是否是质点的运动轨迹？ 三、简谐运动的图象 1.简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线？ 2.由简谐运动的振动图象中找出t1、t2时刻的位移。 3.什么是简谐振动？并举例说明。 【合作探究】 探究一、弹簧振子的位移与时间图象 问题1.两人合作，先在白纸中央画一条直线OO1使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴。一人用手使铅笔尖在白纸上沿垂直于OO1的方向振动，另一人沿OO1方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x-t图像，请完成实验，并回答： （1）​ 白纸上OO1轴上的坐标代什么物理量？ （2）​ 纵坐标代表什么物理量？ （3）​ 比较拖动白纸和不拖动白纸，铅笔在纸上的画的图像有什么区别？ （4）​ 为什么必须匀速拖动白纸？ （5）​ 如果拖动白纸的速度是5×10-2m/s，在OO1坐标轴上应该怎样标出时间的坐标刻度？（分析并画图） 针对训练1.如图所示，一个弹簧振子沿x轴在B、C之间做简谐振动(箭头方向为正)，O是平衡位置，当振子从B点向O点运动经过P点时 ( ) A.振子的位移为负 B. 振子的位移为正 C.振子的速度为负 D. 振子的速度为正 探究二、简谐运动及其图象 问题2.如图是某一质点做简谐运动的图象，根据图中的信息，思考下列问题：（1）质点离开平衡位置的最大位移是多少？ （2）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点的位置各在哪儿？ （3）在1.5s和2.5s这两个时刻，质点向哪个方向运动？ （4）质点在第2s末的位移是多少？ （5）质点相对平衡位置的位移方向在哪些时间内跟它瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？ 针对训练2.一个质点做简谐运动的图象如下图所示，下列结论正确的是（　 ） A.在第2s末质点的位移是2cm B.在2s内质点通过的路程是4cm C.在第5s末，质点的速度为零，位移10cm D.在t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的速度方向和位移 方向都相同 针对训练3.一弹簧振子做简谐运动，振动图象如图所示，则（ ） A.t1、t2时刻振子的速度方向相反 B.t1、t4时刻振子的速度方向相反 C.t2、t3时刻振子的速度方向相反 D.t2、t4时刻振子的速度方向相反 ★针对训练4.一质点作简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线图，由图可知 ( ) A. 由0时刻开始计时，质点的轨迹是一条正弦曲线 B. 在 t=3秒时，质点离平衡位置的距离是2cm C. 在 t=3秒末，质点的速度方向为负方向 D. 在t=4秒末，质点的速度方向为正方向