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时间:2019-11-12
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1、2019-2020年高中物理11.1简谐运动导学案新人教版选修3-4【学习目标】1.知道机械振动是物体机械运动的另一种形式,知道机械振动的概念。2.领悟弹簧振子是一种理想化的模型。3.知道弹簧振子的位移—时间图象的形状,并理解图象的物理意义。4.理解记录振动的方法【重点难点】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.回复力的特征是形成加速度、速度、位移等物理量周期性变化的原因。难点:偏离平衡位置的位移与运动学中的位移概念容易混淆【学习内容】【自主预习】1.弹簧振子:把一个有孔的小球装在弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在________杆
2、上,能够自由滑动,两者之间的摩擦可以忽略,弹簧的质量与小球相比________忽略。把小球拉向右方,然后放开,它就左右运动起来,这样的系统称为弹簧振子。小球原来静止时的位置叫做________。特点:①表现在构造上,是用一根没有质量的弹簧一端固定,另一端连接一个质点;②表现在运动上,没有任何摩擦和介质阻力。2.振动:小球在平衡位置附近的________运动,是一种机械振动,简称________。3.简谐运动:如果质点的位移与时间的关系遵从________的规律,即它的振动图象(x-t图象)是一条________曲线,这样的振动叫做简谐运动。______
3、__的运动就是简谐运动。4.正弦函数的一般形式是y=________。5.平衡位置振动物体静止时的位置,叫平衡位置。6.机械振动物体(或物体的一部分)在平衡位置附近的往复运动,叫机械振动,简称振动。【典型例题】【例1】关于机械振动的位移和平衡位置,以下说法中正确的是( )A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置B.机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移【例2】如图甲所示为一弹簧振子的振动图象,规定向右的方向为正方向,试根据图象分析以下问题(1)如图
4、甲所示的振子振动的起始位置是________,从初始位置开始,振子向________(填“右”或“左”)运动。(2)在图乙中,找出图象中的O、A、B、C、D各对应振动过程中的哪个位置?即O对应________,A对应________,B对应________,C对应________,D对应________。(3)在t=2s时,振子的速度的方向与t=0时速度的方向________。(4)质点在前4s内的位移等于________。【例3】如图11-1-5所示是某质点做简谐运动的图象,根据图象中的信息,回答下列问题:(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?(2
5、)在1.5s和2.5s两个时刻,质点向哪个方向运动?(3)质点在第2s末的位移是多少?在前4s内的路程是多少?【例4】一质点做简谐运动的图象如图11-1-9所示,下列说法正确的是( )A.质点振动频率是4HzB.在10s内质点经过的路程是20cmC.第4s末质点的速度为零D.在t=1s和t=3s两时刻,质点位移大小相等、方向相同【例5】如图11-1-11所示为某物体做简谐运动的图象,下列说法中正确的是( )A.由P→Q位移在增大B.由P→Q速度在增大C.由M→N位移是先减小后增大D.由M→N位移始终减小【课堂小结与反思】【课后作业与练习】1.如图1
6、-1所示,一弹性小球被水平抛出,在两个互相竖直平行的平面间运动,小球落在地面之前的运动( )A.是机械振动,但不是简谐运动B.是简谐运动,但不是机械振动C.是简谐运动,同时也是机械振动D.不是简谐运动,也不是机械振动2.一个质点做简谐运动,当它每次经过同一位置时,一定相同的物理量是( )A.速度B.加速度C.速率D.动量3.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系,下列说法中正确的是( )A.位移减少时,加速度减少,速度也减少B.位移方向总是跟加速度方向相反,跟速度方向相同C.物体的运动方向指向平衡位置时,速度方向跟位移方向相反;背离平衡位置时,速
7、度方向跟位移方向相同D.物体向负方向运动时,加速度方向跟速度方向相同;向正方向运动时,加速度方向跟速度方向相反4.弹簧振子以O点为平衡位置,在水平方向上的A、B两点间做简谐运动,以下说法正确的是( )A.振子在A、B两点时的速度和位移均为零B.振子在通过O点时速度的方向将发生改变C.振子所受的弹力方向总跟速度方向相反D.振子离开O点的运动总是减速运动,靠近O点的运动总是加速运动5.如图1-3所示,一个弹簧振子在A、B间做简谐运动,O是平衡位置。以某时刻作为计时零点(t=0),经过周期,振子具有正方向的最大加速度,那么下面四个振动图线中正确反映了振子的
8、振动情况的图线是( )6.一质点做简谐运动,其振动图象如图1-4所示,在0.2s~0.3s这
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