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1、11.3简谐运动的回复力和能量(导学案) 编制：郭英杰【学习目标】1理解回复力的概念2会用动力学的方法，分析简谐运动中的位移、速度、回复力和加速度的变化规律3会用能量守恒的观点，分析水平弹簧振子中动能、势能、总能量的变化规律【重点】从动力学和能量的角度，讨论它所受的力和能量转换的情况【难点】回复力的理解和对振动形成原因的认识【学法指导】自主阅读、合作交流课前预习案(30分钟)预习之前请先思考以下问题：1、什么是振动？ 2、简谐运动的运动学特征。3、牛顿第二定律4、胡克定律一、认真阅读教材第10-11页 简谐运动的回复力”回答以下内容:1 回复力：(1) (1命名：回复力是根据力的效果(选填 性
2、质”或 效果”命名的，它可以是重力、弹力或摩擦力，或者几个力的合力，或某个力的分力。(2 效果： 把物体拉回至H (3方向：总是与位移x的方向相反，即总是指向(4表达式：F三.即回复力与物体的位移大小成上 ”表明回复力与位移方向始终，k是一个常数，由简谐运动系统决定.2. 简谐运动：女，并且总是指向_ ，质点的运动就是简谐运动.【思考】1、以水平弹簧振子为例，试分析弹簧振子为什么能做简谐运动?2、试分析一个全振动过程中，随着振子位置的变化，X、F、a、v等将怎么变化？二、认真阅读教材第11-12页 简谐运动的能量”回答以下内容：1 简谐运动的能量：指振动系统的，振动的过程就是能和 能互相转化的
3、过程.（1在最大位移处，能最大，能为零；（2 在平衡位置处,能最大,能最小.2. 决定能量大小的因素振动系统的机械能跟有关， 越大，机械能就越大，振动越强.在简谐运动中，振动系统的机械能所以简谐运动是拆动（等幅”或 不等幅”）.预习检测：1、 作简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A速度B位移C回复力D加速度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课堂导学案（45分钟）一、目标展示（2分钟）二、课中合作探究（20
4、分钟）（一）、简谐运动的回复力1、弹簧振子为什么会振动？（提示：对振子进行受力分析）（1 ）看一看：观察演示实验（也可看教材11.3-2 ）:当把弹簧振子从它静止的位置 0拉开一小段 距离到B再放开后，它会在B- 0- A之间振动。（2）画一画：振子在A、O B三点的受力情况（3）说一说：（学生展示学习成果）：2、这个使振子振动的力有什么特点呢？（提示：以一个全振动的过程来分析）（1）看一看：演示的振子振动情况（2）画一画：画出振子在不同位置的合力方向和位移方向（3）找一找：振子受到的合力与位移的关系（4）说一说：（学生展示学习成果）：（5）总结归纳：使振子振动的力的特点3、判断物体是否做简谐
5、运动的方法：（二）、简谐运动的动力学（力与运动的）特点1、看一看：观察演示（也可自己想象一个做简谐运动的弹簧振子）：弹簧振子振 动时，在不同的位置、不同振动过程过程的位移和回复力的变化情况2、 想一想（分步分析） 随着振子位置的变化， X、F、a v等量将怎变化?3、做一做（通过交流，完成下表）；BB 0 00AA A 0 OOB位移x 大小方向回复力F大小方向加速度a大小方向速度v大小方向4、小结：各量变化规律（三）、简谐运动的能量 因不考虑各种阻力，因而振动系统的总能量守恒 做一做：【思考与讨论】将定性分析的结论填入表格 作为一个振动系统，弹簧振子的势能与弹簧的伸长量有关，动能与小球的速度
6、有 关。请在下表中填出弹簧振子在各位置的能量。某量取最大值、最小值用文字表 示，某量为零用0表示，增加和减少分别用向上和向下的箭头表示 位置位移的大小速度的大小动能势能总能三、实例探究：（8分钟）1、某一时刻弹簧振子的小球运动到平衡位置右侧，距平衡位置0点3cm处的B点，已知小球的质量为1kg，小球离开平衡位置的最大距离为5cm，弹簧的劲度系 数为 200N/m，求：（1）最大回复力的大小是多少?(2)在B点时小球受到的回复力的大小和方向?此时小球的加速度大小和方向?(3)v2，加速度al、a2的正确关系为（刻，质点的速度v1、由图象可知在 t1和t2两时A. v1 v v2，方向相同B.v1
7、 v v2，方向相反C.a1 a2，方向相同D.al a2，方向相反四、课堂总结：（3分钟）1、简谐运动的回复力2、简谐运动的能量五、当堂检测（10分钟）1 单摆在一次全振动中，最大势能转化为最大动能的次数为（）A 4次B 3次C 2次D 1次2一弹簧振子在水平方向做简谐运动，0点是平衡位置，A、B是它运动路径上的两个端点则下列说法中正确的是（）A .物体在0点时，动能最大，加速度最小B .物体在A、B位置时，动能最大，加速度最大C.物体从B到0运动过程中，动能增加，加速度增加D .物体从B到0的过程中做匀加速运动3做简谐运动的弹簧振子，每次经过同一点a （a点在平衡位置和最大振幅之间）时（A
8、.速度相同B.加速度相同C.动能相同D.势能相同探4 如图所示为一水平弹簧振子的振动图象，由此可知（A 在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大B .在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小C在t3时刻，振子的动能量大，所受的弹力最小D .在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大? *S11(%彳 ! ! !I 庁探5.把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置0在A、B间振动，如图所示下列结论正确的是(A. 小球在0位置时，动能最大，加速度最小B. 小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大C. 小球从A经0到B的过程中，回复力一直做正功D. 小球从B到0的过程中，振动的能量不断增加课后自主反思：反思本节课，我参与探究了吗？参与发言了吗？参与讨论了吗？与人合作了吗？提 出问题了吗？观察到了什么？发现了什么？学到了什么？