11.1 简谐运动导学案

11.1 简谐运动导学案

学习目标：1.了解什么是机械振动、简谐运动 2.正确理解简谐运动图象的物理含义，3.知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。

学习重点：掌握简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律

学习难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化

学法指导：自学讨论，归纳总结，推广应用

课前预习导学：

1．机械振动：简称为

２．弹簧振子：．3．平衡位置：对弹簧振子而言，小球原来________的位置叫做平衡位置.

4．弹簧振子的位移－时间图象

5．简谐运动：

．是最简单、最基本的振动。6．简谐运动的位移图象—振动图象：是按照或规律变化的曲线。

课堂学习研讨：

1．机械振动

讨论：振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？

请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？

[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]

（3）弹簧振子[见图1（c）（d）] （4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）

]

讨论：这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直

的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？

2．简谐运动

（1）弹簧振子

讨论：a．滑块的运动是平动，可以看作质点

b．弹簧的质量远远小于滑动的质量，可以忽略不计

一个轻质弹簧联接一个质点，弹簧的另一端固定，就构成了一个弹簧振子

c．空气阻力可以忽略，我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动。

（2）讨论：弹簧振子为什么会振动？

（3）简谐运动的特征

讨论：振子从B运动到E时，位移大小为|OE|，方向向右

振子从C运动到D时，位移大小为|OD|，方向向左

振子运动到O时，位移为零

位移可以用振子坐标x来表示

3、简谐运动的位移图象——振动图象

简谐运动的振动图象是一条什么形状的图线呢？简谐运动的位移指的是什么位移？

【演示】当弹簧振子振动时，沿垂置于振动方向匀速拉动纸带，毛笔P就在纸带上画出一条振

动曲线。

讨论：振动图象在什么情况下是正弦，什么情况下是余弦？

课堂典型例题：通过图5振动图象，让同学回答直接描述量。

课内训练巩固：

1．物体在方向总指向_________________的回复力作用下的运动，叫简谐运动。回复力可以是某一个力，也可以是____________________或____________________。

2．做简谐运动的物体，当它的速度减小时，回复力_____________，加速度_____________，位移______________。（填“不变”、“增大”或“减小”）

3．水平弹簧振子的质量为2 kg，当它运动到距平衡位置左侧2 cm处时受到的回复力大小为4 N，

则当它运动到距平衡位置右侧4 cm处时的加速度大小为____________，方向____________。4．简谐运动是( )

A．匀速直线运动B．匀加速运动C．匀变速运动D．变加速运动

5．关于回复力，下列说法正确的是( )

A．回复力一定是物体受到的合外力

B．回复力就是弹簧的弹力

C．回复力是根据力的作用效果来命名的

D．回复力的方向总是指向平衡位置

6．弹簧振子每次通过同一位置时，不变的物理量是( ) A．位移B．速度C．加速度D．动能

7．做简谐运动的质点在通过平衡位置时，在下列物理量中，具有最大值的是( ) A．回复力B．加速度C．速度D．位移

8．一质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点的( ) A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零

C．速度为零，加速度为正的最大值D．速度为零，加速度为负的最大值

9．关于简谐运动受力和运动的特点，下列说法中正确的是( ) A．回复力的方向总指向平衡位置

B．物体越接近平衡位置，加速度越大

C．物体速度的方向跟离开平衡位置的位移的方向总是相同的

D．物体的加速度的方向跟速度的方向有时相同，有时相反

课后拓展延伸：

10．如图所示，弹簧振子在由A点运动到O点（平衡位置）的过程中，( ) A．做加速度不断减小的加速运动

B．做加速度不断增大的加速运动

C．做加速度不断减小的减速运动

D．做加速度不断增大的减速运动

11．关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是( ) A．位移减小时，加速度增大，速度增大

B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同

C．物体运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反

D．物体向平衡位置运动时，做加速运动，背离平衡位置时，做减速运动

12．下表中给出的是做简谐运动物体的位移x或速度v与时刻的对应关系，T是振动的周期，则下列选项中正确的是( )

A.若甲表示位移x，则丙表示相应的速度v

B.若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v

C.若丙表示位移x，则甲表示相应的速度v

D.若丁表示位移x，则甲表示相应的速度v