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高中物理《简谐运动的回复力和能量》的教案设计

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高中物理《简谐运动的回复力和能量》的教案设计

1.知道振幅越大,振动的能量(总机械 能)越大;

2.对单摆,应能根据机械能守恒定律进行定量计算;

3.对水平的弹簧振子,应能定量地说明弹性势能与 动能的转化;

4.知道简谐运动的回复力特点及回复力的。

1.对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。

2.什么是阻尼振动。

1.关于简谐运动中能量的转化。

2.取一个单摆,将其摆球拉到一定高度后释放,观察它的单摆摆动,请你概括现象:

______________________________________________

3.实际振动的单摆为什么会运动,又为什么会停下来,今天我们就来学习这个问题。

一、简谐运 动的回复力

1. 弹簧振子振动 时,回复力与位移是什么关系?

根据胡克定律,弹簧振子的回复力与位移成正比,与位移方向相反

2.特点:F=-Kx

注:式中F为回复力;x为偏离平衡位置的位移;k是常数,对于弹簧振子,k是劲度系数,对于其它物体的简谐运动,k是别的常数;负号表示回复力与位移的方向总相反。

3.简谐运动:

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二.简谐运动的能量

(1)水平弹簧振子在外力作用下把它拉伸,松手后所做的简谐运动。不计阻力。

单摆的摆球被拉伸到某一位置后所做的简谐运动;如下图甲、乙所示

(B级)(2)试分析弹簧振子和单摆在振动中的能量转化情况,并填入表格。 A A O O O B B

位移s

速度v

回复力F

加速度a

动能 势能 总能

理论上可以证明,如果摩擦等阻力造成的损耗可以忽略,在弹簧振子运动的任意位置,系统的动能与势能之和都是一定的,这与机械能守恒定律相一致。

实际的运动都有一定的能量损耗,所以简谐运动是一种理想化的模型。

知识巩固:

(B级)1.一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s,当振子从平衡位置开始向右 运动,在0.17s时刻,振子的 运动情况是( )

A.正在向左做减速运动 B.正在向右做加速运动

C.加速度正在减小 D.动能正在减小

(B级)2.做简谐运动的物体,每次经过同一位置时,都具有相同的( )

A.加速度 B.速度 C.位移 D.动能

(B级)3 .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的过程中( )

A.振子所受的回复力逐渐增大 B.振子的位移逐渐增大

C.振子的速率逐渐减小 D.弹簧的弹性势能逐渐减小

(B级)4.一质点做简谐运动,其离开平衡位置的位移 与时间t的关系如图所示,由图可知( )

A.质点振动的频率为4

B.质点振动的振幅为2cm

C.在t=3s时刻,质点的速率最大

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