高中人教物理选择性必修一(学案)简谐运动的回复力和能量 - 副本.pdf

简谐运动的回复力和能量

【学习目标】

一、知识与技能

1．理解简谐运动的运动规律，掌握在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、

速度变化的规律。

2．掌握简谐运动回复力的特征。

3．对水平的弹簧振子，能定性地说明弹性势能与动能的转化过程。

二、过程与方法

1．通过对弹簧振子所做简谐运动的分析，得到有关简谐运动的一般规律性的结论，

使学生知道从个别到一般的思维方法。

2．分析弹簧振子振动过程中能量的转化情况，提高学生分析和解决问题的能力。

三、情感态度价值观

1．通过物体做简谐运动时的回复力和惯性之间关系的教学，使学生认识到回复力

和惯性是矛盾的两个对立面，正是这一对立面能够使物体做简谐运动。

2．简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律

观点的渗透。

【学习重点】

1．简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。

2．对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。

【学习难点】

1．物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度等变化规律的分析总结。

2．简谐运动中能量的转化。

【学习过程】

一、学习准备

合外力F（填恒力、大速度v（填不变、大

小改变或方向改变）小改变或方向改变）

匀速直线运动

匀变速直线运动

平抛运动

匀速圆周运动

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二、新课学习

（一）简谐运动的回复力

动画模拟展示水平方向上弹簧振子的运动情况，发现当把

弹簧振子从它静止的位置O拉开一小段距离到A再放开后，

它会在A－O－B之间振动。提出问题：为什么会振动？引导

学生定格分析在不同时刻的位移方向及受力，进一步引导学生

分析这个力的特点。

引导学生分析得出：物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作

用总能使物体回到中心位置，我们把这个力叫做简谐运动的回复力。

1．定义：______________________________。

2．方向：______________________________。

3．特点：______________________________。

回复力可以是___________，___________，___________，还可

以是______________________或______________________。

4．来源：_______________________________。

规律探究

振子的运动A→OO→BB→OO→A

位移的方向、大小

弹力的方向、大小

表格中是弹簧振子在一次全振动中位移和弹力的变化情况，从中可以看出位移和弹

力大小的关系：____________________；位移和弹力方向的关系：____________________，

即弹力的方向总是指向____________________。

5．简谐运动的动力学特征：ᵃ=−ᵅᵆ

式中F为___________，x为偏离平衡位置的___________，k是___________，负号

表示回复力与位移的方向___________。

【总结】大量理论研究表明：如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小

_____________，并且总指向_____________，质点的运动就是_____________。

课堂练习1

如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正O，为平衡位置，则()

A．A→O位移为负值，速度为正值

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B．O→B时，位移为正值，加速度为负值

C．B→O时，位移为负值，速度为负值

D．O→