2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4

2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4

ID:14660644

大小:299.50 KB

页数:7页

时间:2018-07-29

2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4_第1页
2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4_第2页
2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4_第3页
2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4_第4页
2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4_第5页
资源描述:

《2016_2017学年高中物理第1章机械振动1.2探究物体做简谐运动的原因教师用书沪科版选修3_4》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、1.2 探究物体做简谐运动的原因学习目标知识脉络1.知道什么是回复力.2.掌握简谐运动的条件及物体做简谐运动的判断方法.(重点)3.掌握简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等各量的变化规律.(重点、难点)回复力使物体做简谐运动1.回复力(1)概念:始终要把物体拉回到平衡位置的力.(2)表达式:F=-kx.即回复力与物体的位移大小成正比,负号表明回复力与位移方向始终相反,k是一个常数,由振动系统决定.(3)方向特点:总是指向平衡位置.(4)作用效果:把物体拉回到平衡位置.(5)来源:回复力是根

2、据力的效果(选填“性质”或“效果”)命名的,可能由合外力、某个力或某个力的分力提供.2.简谐运动的动力学定义当物体受到跟位移大小成正比,方向始终指向平衡位置的合力的作用时,物体的运动就是简谐运动.1.回复力的方向总是与位移的方向相反.(√)2.回复力的方向总是与速度的方向相反.(×)3.回复力的方向总是与加速度的方向相反.(×)1.公式F=-kx中的k是否就是指弹簧的劲度系数?【提示】 不一定.做简谐运动的物体,其回复力特点为F=-kx,这是判断物体是否做简谐运动的依据,但k不一定是弹簧的劲度系数.2.弹簧

3、振子从平衡位置到达最大位移处的过程中,回复力如何变化?从最大位移处向平衡位置运动的过程中呢?【提示】 由回复力F=-kx可知:从平衡位置到达最大位移处的过程中,回复力逐渐增大,方向一直指向平衡位置.从最大位移处向平衡位置运动的过程中,回复力逐渐减小,方向一直指向平衡位置.1.回复力的性质回复力是根据力的效果命名的,它可以是一个力,也可以是多个力的合力,还可以由某个力的分力提供.如图121甲所示,水平方向的弹簧振子,弹力充当回复力;如图121乙所示,竖直方向的弹簧振子,弹力和重力的合力充当回复力;如图121丙

4、所示,m随M一起振动,m的回复力是静摩擦力.图1212.简谐运动的回复力的特点(1)由F=-kx知,简谐运动的回复力大小与振子的位移大小成正比,回复力的方向与位移的方向相反,即回复力的方向总是指向平衡位置.(2)公式F=-kx中的k指的是回复力与位移的比例系数,而不一定是弹簧的劲度系数,系数k由振动系统自身决定.(3)根据牛顿第二定律得,a==-x,表明弹簧振子做简谐运动时振子的加速度大小也与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反.1.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(  )

5、A.振子所受的回复力逐渐增大B.振子的位移逐渐减小C.振子的速度逐渐减小D.振子的加速度逐渐减小E.弹簧的形变量逐渐减小【解析】 该题考查的是回复力、加速度、速度随位移的变化关系,应根据牛顿第二定律进行分析.当振子向平衡位置运动时,位移逐渐减小,而回复力与位移成正比,故回复力也减小.由牛顿第二定律a=得加速度也减小.振子向着平衡位置运动时,回复力与速度方向一致,即加速度与速度方向一致,故振子的速度逐渐增大.故正确答案为B、D、E.【答案】 BDE2.如图122所示,分析做简谐运动的弹簧振子m的受力情况.图1

6、22【解析】 弹簧振子的简谐运动中忽略了摩擦力,回复力为效果力,受力分析时不分析此力,故振子只受重力、支持力及弹簧给它的弹力.【答案】 受重力、支持力及弹簧给它的弹力.3.一质量为m的小球,通过一根轻质弹簧悬挂在天花板上,如图123所示.图123(1)小球在振动过程中的回复力实际上是________;(2)该小球的振动是否为简谐运动?【解析】 (1)此振动过程的回复力实际上是弹簧的弹力与重力的合力.(2)设振子的平衡位置为O,向下方向为正方向,此时弹簧已经有了一个伸长量h,设弹簧的劲度系数为k,由平衡条件得

7、kh=mg①当振子向下偏离平衡位置的距离为x时,回复力即合外力为F回=mg-k(x+h)②将①式代入②式得:F回=-kx,可见小球所受合外力与它的位移的关系符合简谐运动的受力特点,该振动系统的振动是简谐运动.【答案】 (1)弹力和重力的合力 (2)是简谐运动判断是否为简谐运动的方法1.以平衡位置为原点,沿运动方向建立直线坐标系.2.在振动过程中任选一个位置(平衡位置除外),对振动物体进行受力分析.3.将力在振动方向上分解,求出振动方向上的合力.4.判定振动方向上合外力(或加速度)与位移关系是否符合F=-kx

8、(或a=-x),若符合,则为简谐运动,否则不是简谐运动.研究简谐运动的能量1.振动系统的状态与能量的关系(1)振子的速度与动能:速度不断变化,动能也不断变化.(2)弹簧形变量与势能:弹簧形变量在不断变化,因而势能也在不断变化.2.简谐运动的能量一般指振动系统的机械能.振动的过程就是动能和势能互相转化的过程.(1)在最大位移处,势能最大,动能为零.(2)在平衡位置处,动能最大,势能最小.(3)在简谐运动中,振动系统

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。