高中物理 11.3《简谐运动的回复力和能量》教案 新人教版选修3-4

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1、简谐运动的回复力和能量教案课题简谐运动的回复力和能量课型新授课课时数1课时教学目标1、理解回复力的物理意义和特点;2、能够根据简谐运动的回复力特点证明简谐运动;3、知道简谐运动的机械能守恒及动能和势能的相互转化4、进一步理解简谐运动的周期性和对称性重点难点重点：回复力的来源,特点,简谐运动的证明;简谐运动的能量特点.难点：简谐运动的证明教学过程主要内容（教师填教法或点拨的方法,学生填知识要点或反思）一、[来源:学科网ZXXK]二、【预习导引】1．简谐运动的位移的物理含义是什么?怎么表示?2．在弹簧振子一个周期的振动中,振子的合

2、力怎么变化?方向有什么特点?不论在什么位置(平衡位置除外),物体所受合力均指向平衡位置,作用是使物体回到平衡位置,称为回复力.【建构新知】一、回复力1.意义:振动物体在振动方向的合力2.特点:F=－KxK为振动系统的振动系数，在不同的振动系统中具体含义不同。x为质点相对平衡位置的位移，有具体方向。3．振子在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比，方向与位移始终相反，这样的振动是简谐运动。证明以下几个物体为谐振子：1．证明漂浮在水面的木块为谐振子。（已知ρ水，ρ木，木块的横截面积S）2．竖直悬挂的弹簧振子（已知弹

3、簧的劲度系数K)引申：悬挂在光滑斜面上的弹簧振子（已知弹簧的劲度系数K)体会：1．回复力可以由振动方向的一个力充当，也可能是振动方向的合力！2．垂直振动方向的受力与振动无关。思考：回复力与时间的关系？解答：如图的弹簧振子的振动为简谐运动，位移－时间关系为x＝Asinωt，而回复力F＝－Kx，所以有F＝－KAsinωt=－Fmsinωt可以用不同的图像表示上述特点.二、简谐运动的能量演示：水平方向的弹簧振子：OBA问题：已知轻质弹簧的劲度系数为K，振幅为A。观察振子的位移、速度、加速度、受力) AAOOOBB位移s    速度v

4、     回复力F     加速度a     动能     势能     总能1.振子的最大速度；2.振子系统的机械能E。3.系统的机械能（能量）在振动过程中有何特点？三、四、五、【知识运用】例1、如图，轻弹簧的劲度系数k=39.2N/m，物体A的质量mA=0.1kg,物体B的质量mB=0.2kg，两物块间接触水平，最大静摩擦力F’=1.96N，为使两物体在光滑水平面上一起做简谐运动，它们之间不发生相对滑动，振动的最大振幅应为多大？(答案:A=F/k=0.15m)【课堂训练】课本问题与练习P12【回顾小结】总结：一、回复力振子

5、在质点方向所受合力如果大小与振子相对平衡位置的位移成正比，方向与位移始终相反，这样的振动是简谐运动。二、简谐运动的能量1.简谐运动系统的机械能守恒,动能和势能之间互相转化.2.机械能E=EKm=EPm3.实际振动中系统机械能会不断减少,所以简谐运动是理想化的振动.4.动力学物理量周期和能量变化的周期六、教学反思七、课后作业:课本中本节课后练习1、2