高中物理教案

高三物理教案：《機(jī)械能》教學(xué)設(shè)計(jì)。

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本文題目：高三物理教案：機(jī)械能

1.深刻理解功的概念

功是力的空間積累效應(yīng)。它和位移相對(duì)應(yīng)(也和時(shí)間相對(duì)應(yīng))。計(jì)算功的方法有兩種：

⑴按照定義求功。即：W=Fscosθ。 在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當(dāng) 時(shí)F做正功，當(dāng) 時(shí)F不做功，當(dāng) 時(shí)F做負(fù)功。

這種方法也可以說(shuō)成是：功等于恒力和沿該恒力方向上的位移的乘積。

⑵用動(dòng)能定理W=ΔEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時(shí)，高中階段往往考慮用這種方法求功。

這種方法的依據(jù)是：做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果知道某一過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過(guò)程中對(duì)應(yīng)的功的數(shù)值。

(3).會(huì)判斷正功、負(fù)功或不做功。判斷方法有：○1用力和位移的夾角α判斷;○2用力和速度的夾角θ判斷定;○3用動(dòng)能變化判斷.

(4)了解常見(jiàn)力做功的特點(diǎn):

重力做功和路徑無(wú)關(guān)，只與物體始末位置的高度差h有關(guān)：W=mgh，當(dāng)末位置低于初位置時(shí)，W>0，即重力做正功;反之則重力做負(fù)功。

滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)。當(dāng)某物體在一固定平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)摩擦力做功的絕對(duì)值等于摩擦力與路程的乘積。

在彈性范圍內(nèi)，彈簧做功與始末狀態(tài)彈簧的形變量有關(guān)系。

(5)一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)：○1一對(duì)作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零;○2一對(duì)互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零(靜摩擦力)、可能為負(fù)(滑動(dòng)摩擦力)，但不可能為正。

2.深刻理解功率的概念

(1)功率的物理意義：功率是描述做功快慢的物理量。

(2)功率的定義式： ，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

(3)功率的計(jì)算式：P=Fvcosθ，其中θ是力與速度間的夾角。該公式有兩種用法：①求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小，v取瞬時(shí)值，對(duì)應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率;②當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力，對(duì)應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。

(4)重力的功率可表示為PG=mgVy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該時(shí)刻的豎直分速度之積。

2、斜面上的彈力做功和摩擦力做功問(wèn)題

3、滑輪系統(tǒng)拉力做功的計(jì)算方法

當(dāng)牽引動(dòng)滑輪兩根細(xì)繩不平行時(shí)，但都是恒力，此時(shí)若將此二力合成為一個(gè)恒力再計(jì)算這個(gè)恒力的功，則計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜。但若等效為兩個(gè)恒力功的代數(shù)和，將使計(jì)算過(guò)程變得非常簡(jiǎn)便。

4、求某力的平均功率和瞬時(shí)功率的方法

平均功率的計(jì)算：

5、機(jī)車的啟動(dòng)問(wèn)題

問(wèn)題1：.機(jī)車起動(dòng)的最大速度問(wèn)題

問(wèn)題2：機(jī)車勻加速起動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間問(wèn)題

問(wèn)題3：.機(jī)車運(yùn)動(dòng)的最大加速度問(wèn)題。

功和功率的計(jì)算

1、求變力做功的幾種方法

功的計(jì)算在中學(xué)物理中占有十分重要的地位，中學(xué)階段所學(xué)的功的計(jì)算公式W=FScosa只能用于恒力做功情況，對(duì)于變力做功的計(jì)算則沒(méi)有一個(gè)固定公式可用，本文對(duì)變力做功問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)如下：

(1)等值法

等值法即若某一變力的功和某一恒力的功相等，則可以同過(guò)計(jì)算該恒力的功，求出該變力的功。而恒力做功又可以用W=FScosa計(jì)算，從而使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。

(2)、微元法

當(dāng)物體在變力的作用下作曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，若力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的切線方向之間的夾角不變，且力與位移的方向同步變化，可用微元法將曲線分成無(wú)限個(gè)小元段，每一小元段可認(rèn)為恒力做功，總功即為各個(gè)小元段做功的代數(shù)和。

三、平均力法

如果力的方向不變，力的大小對(duì)位移按線性規(guī)律變化時(shí)，可用力的算術(shù)平均值(恒力)代替變力，利用功的定義式求功。

(4)、圖象法

(5)、能量轉(zhuǎn)化法求變力做功

功是能量轉(zhuǎn)化的量度，已知外力做功情況可計(jì)算能量的轉(zhuǎn)化，同樣根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化也可求外力所做功的多少。因此根據(jù)動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系等可從能量改變的角度求功。

①、用動(dòng)能定理求變力做功

動(dòng)能定理的內(nèi)容是：外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的增量。它的表達(dá)式是W外=ΔEK，W外可以理解成所有外力做功的代數(shù)和，如果我們所研究的多個(gè)力中，只有一個(gè)力是變力，其余的都是恒力，而且這些恒力所做的功比較容易計(jì)

算，研究對(duì)象本身的動(dòng)能增量也比較容易計(jì)算時(shí)，用動(dòng)能定理就可以求出這個(gè)變力所做的功。

③、用功能原理求變力做功

功能原理的內(nèi)容是：系統(tǒng)所受的外力和內(nèi)力(不包括重力和彈力)所做的功的代數(shù)和等于系統(tǒng)的機(jī)械能的增量，如果這些力中只有一個(gè)變力做功，且其它力所做的功及系統(tǒng)的機(jī)械能的變化量都比較容易求解時(shí)，就可用功能原理求解變力所做的功。

④、用公式W=Pt求變力做功

機(jī)械能及機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

一、對(duì)機(jī)械能守恒定律的理解

1、對(duì)機(jī)械能中的重力勢(shì)能的理解

機(jī)械能中的重力勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)值，只有選定了零勢(shì)能參考面才有物體相對(duì)于零勢(shì)面的重力勢(shì)能。在機(jī)械能守恒關(guān)系式中初、末兩狀態(tài)的機(jī)械能應(yīng)相對(duì)于同一參考面。

2、對(duì)機(jī)械能守恒定律條件的理解

對(duì)機(jī)械能守恒定律成立條件的理解關(guān)系到能否正確應(yīng)用該定律，對(duì)該定律的理解可從以下兩個(gè)方面：

(1)、從力做功的角度理解機(jī)械能守恒定律成立的條件。

對(duì)某一物體，若只有重力(或彈簧的彈力)做功，其它力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒。

(2)、從能量轉(zhuǎn)化的角度理解機(jī)械能守恒定律成立的條件。

對(duì)某一系統(tǒng)，物體間只有動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒(méi)有熱能產(chǎn)生)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

3、對(duì)于機(jī)械能守恒定律中“守恒”的理解。

正確理解機(jī)械能守恒定律中“守恒”的涵義，對(duì)于正確寫(xiě)出守恒的數(shù)學(xué)表達(dá)式十分重要，同時(shí)對(duì)守恒的理解不同，其對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式也不同。對(duì)守恒的理解主要有以下三種：

(1)、所謂守恒即系統(tǒng)的初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E1=E2。

(2)、系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可理解為系統(tǒng)的能量只在動(dòng)能和重力勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化。系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量和系統(tǒng)動(dòng)能的變化量數(shù)值大小相等，即ΔEp=-ΔEk。

(3)、如果系統(tǒng)是有A、B兩個(gè)物體組成的，對(duì)于機(jī)械能守恒可理解為系統(tǒng)的機(jī)械能只在A、B兩物體之間相互轉(zhuǎn)化，A物體的機(jī)械能的變化量和B物體的機(jī)械能的變化量數(shù)值大小相等，即ΔEA=-ΔEB。

二、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

1、物體運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能守恒

2、變質(zhì)量問(wèn)題中的機(jī)械能守恒

3、多物體組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒問(wèn)題

4、彈簧問(wèn)題中的機(jī)械能守恒

功能關(guān)系

1、常見(jiàn)力做功與能量變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系

①重力功：重力勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化 ②彈簧的彈力做功：彈性勢(shì)能和其他能相互轉(zhuǎn)化

③滑動(dòng)摩擦力做功：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ④電場(chǎng)力做功：電勢(shì)能與其他能相互轉(zhuǎn)化

⑤安培力做功：電能和其它形式能相互轉(zhuǎn)化

⑥分子力做功：分子勢(shì)能和分子動(dòng)能之間的能的轉(zhuǎn)化

⑦合外力做功：動(dòng)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化

⑧重力、彈力外的其他力做功：機(jī)械能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化

2、功是能量的轉(zhuǎn)化的量度 W=ΔE

沖量、動(dòng)量與動(dòng)量定理

1、沖量---求恒力和變力沖量的方法。

恒力F的沖量直接根據(jù)I=Ft求，而變力的沖量一般要由動(dòng)量定理或F-t圖線與橫軸所夾的面積來(lái)求。

2、動(dòng)量---動(dòng)量及動(dòng)量變化的求解方法。

求動(dòng)量的變化要用平行四邊形定則或動(dòng)量定理。

3、動(dòng)量定理：

應(yīng)用動(dòng)量定理解題的思路和一般步驟為：

10明確研究對(duì)象和物理過(guò)程;20分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況;（迷你日記網(wǎng) W286.coM）

30選取正方向,確定物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始末兩狀態(tài)的動(dòng)量;40依據(jù)動(dòng)量定理列方程、求解。

小結(jié)：三問(wèn)法應(yīng)用動(dòng)量定理：

一問(wèn)能否用(涉及力、時(shí)間和速度變化的問(wèn)題，不涉及加速度與位移)

二問(wèn)研究對(duì)象與過(guò)程;三問(wèn)動(dòng)量的變化與合沖量

相關(guān)知識(shí)

高三物理教案：《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

古人云，工欲善其事，必先利其器。高中教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么如何寫(xiě)好我們的高中教案呢？下面是小編幫大家編輯的《高三物理教案：《機(jī)械能守恒定律》教學(xué)設(shè)計(jì)》，僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。

第一節(jié) 追尋守恒量

1、費(fèi)因曼的開(kāi)場(chǎng)白

2、前人關(guān)于運(yùn)動(dòng)的思辨——追尋守恒量

地上物體運(yùn)動(dòng)的變慢——天體運(yùn)動(dòng)的永恒——運(yùn)動(dòng)守恒的思想萌芽——笛卡爾的上帝假設(shè)——尋找合適的描述運(yùn)動(dòng)多少的物理量

3、近代物理關(guān)于運(yùn)動(dòng)多少描述的追尋

（1）伽利略雙斜面實(shí)驗(yàn)的隱含的事實(shí)

（2）笛卡爾碰撞實(shí)驗(yàn)：第一個(gè)合適的描述運(yùn)動(dòng)的物理量——mv

（3）萊布尼茲對(duì)豎直拋體運(yùn)動(dòng)的分析：活力與死力及其轉(zhuǎn)化和守恒，mv2，對(duì)伽利略實(shí)驗(yàn)的解釋

（4）惠更斯碰撞實(shí)驗(yàn)的發(fā)現(xiàn)：mv守恒，mv、mv2均守恒（彈性碰撞）

4、追尋守恒量——?jiǎng)恿縨v、能量、角動(dòng)量、宇稱等

5、能量及其變化的量度

（1）實(shí)驗(yàn)探索：基于守恒思想，分析實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而得出能量的表達(dá)式以及能量轉(zhuǎn)化與守恒的結(jié)果

【例1】自由落體運(yùn)動(dòng)：v2=2gh，v2與2gh的相互轉(zhuǎn)化與守恒

【例2】碰撞實(shí)驗(yàn)——質(zhì)量大的、質(zhì)量小的兩個(gè)小球，以相同速度碰撞同一個(gè)小球：能量與質(zhì)量有關(guān)；對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的反思：mv2與2mgh的相互轉(zhuǎn)化與守恒，活力mv2、死力2mgh

（2）理論分析：分析一系列守恒現(xiàn)象中，與能量轉(zhuǎn)化相關(guān)的現(xiàn)象，從而找到能量變化的量度，進(jìn)而找到能量的量度

【例】科里奧利的思考

6、各種能量及其之間的轉(zhuǎn)化與守恒

第二節(jié) 功與功率（一）

1、科里奧利的思考[來(lái)源:Z+xx+k.Com]

（1）換一個(gè)角度思考問(wèn)題：力對(duì)空間的積累——能量變化

2、功的概念

（1）功的定義

①功是能量變化（轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化）的量度[來(lái)源:學(xué)+科+網(wǎng)]

②定義式：W=△E

*單位

（2）功的決定因素

①兩個(gè)決定因素：力，物體在力的方向上的位移

②決定式：W=Flcosα

3、對(duì)W=Flcosα的理解

（1）F——恒力

（2）l——“力直接作用在其上時(shí)”、“力直接作用在其上的物體”、“對(duì)地的”位移

【例】踢球、杠桿與動(dòng)滑輪、滑塊滑板運(yùn)動(dòng) （引體向上、原地蹲立、跑步等）

第三節(jié) 功與功率（二）

1、做功有快慢之別

【例】[來(lái)源:Zxxk.Com]

2、功率

（1）定義：描述做功的快慢

（2）定義式：P=W/△t

（3）理解：①實(shí)質(zhì)是描述的能量變化的快慢：P=W/△t=△E/△t

②平均功率與瞬時(shí)功率

3、功率的決定式：P=Fvcosθ

（1）推導(dǎo)：

（2）理解：P=F·vF=Fv·v

【例】分解實(shí)例

4、功率與生活：（1）額定功率與實(shí)際功率，（2）機(jī)車的功率與牽引力、速率的關(guān)系

第四節(jié) 動(dòng)能與動(dòng)能定理

1、描述運(yùn)動(dòng)的合適物理量的追尋，與科里奧利、拉格朗日的判決

2、動(dòng)能

（1）定義式：

*單位

（2）理解：狀態(tài)量、標(biāo)量、相對(duì)性

3、動(dòng)能定理：W總=△Ek

（1）理解1：總功為正，動(dòng)能增加（其他能量的減少）；總功為負(fù)，動(dòng)能減少（其他能量的增加）

（2）理解2：一個(gè)過(guò)程，兩個(gè)狀態(tài)

3、動(dòng)能定理的應(yīng)用

第五節(jié) 勢(shì)能與勢(shì)能定理（一）

——重力勢(shì)能

1、歷史的回顧：死力、潛能、位能與勢(shì)能

2、重力勢(shì)能表達(dá)式的探究一：能量守恒與EpG=mgh

【例】自由落體運(yùn)動(dòng)、沿斜面的自由下滑運(yùn)動(dòng)

→

3、重力勢(shì)能表達(dá)式的探究二：功能關(guān)系

（1）重力做功與重力勢(shì)能：WG=mg△h=mgh1-mgh2

（2）重力做功的特點(diǎn)與重力勢(shì)能

①重力做功與路徑無(wú)關(guān)——保守力

②勢(shì)能概念與保守力做功

4、重力勢(shì)能：EpG=mgh

（1）相對(duì)性與變化的絕對(duì)性

（2）系統(tǒng)性

第六節(jié) 勢(shì)能與勢(shì)能定理（二）

——彈性勢(shì)能

1、彈性勢(shì)能概念的提出——彈性現(xiàn)象中動(dòng)能的變化

2、彈性勢(shì)能的表達(dá)式

（1）猜測(cè)：影響彈性勢(shì)能大小的因素——形變量、勁度系數(shù)、質(zhì)量、長(zhǎng)度等

（2）彈性勢(shì)能表達(dá)式的探究（一）：實(shí)驗(yàn)探究——基于能量守恒（動(dòng)能和彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化）

（3）彈性勢(shì)能表達(dá)式的探究（二）：理論探究——基于功能關(guān)系

①?gòu)椈蓮椓ψ龉Φ挠?jì)算：復(fù)習(xí)——變力功的計(jì)算方法

②彈力做功的特點(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)——保守力

③彈力做功與彈性勢(shì)能

3、保守力與勢(shì)能定理

（1）保守力

①力的大小與方向，由相互作用的物體間的相對(duì)位置決定

②力做功與具體路徑無(wú)關(guān)

（2）勢(shì)能定理

①每一種保守力都對(duì)應(yīng)一種勢(shì)能

②勢(shì)能定理：WF=－△Ep

第七節(jié) 機(jī)械能定理與機(jī)械能守恒定律（一）

1、機(jī)械能及其變化

【例1】守恒的情形（只涉及動(dòng)能、勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化），只有重力（彈簧彈力）做功

【例2】不守恒的情形（其他形式的能量參與轉(zhuǎn)化），有除重力之外其他的力做功

2、機(jī)械能定理（功能原理）

（1）推導(dǎo)

（2）理解：

①重力做功的作用——使機(jī)械能內(nèi)幾種形式之間相互轉(zhuǎn)化

②除重力之外其他的力做功的作用——使其他形式的能量與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化

3、機(jī)械能守恒定律

（1）第一種表述：一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在變化過(guò)程中，如果只涉及到機(jī)械能內(nèi)幾種能量形式之間的相互轉(zhuǎn)化或系統(tǒng)內(nèi)幾個(gè)物體間機(jī)械能相互轉(zhuǎn)移，則這個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。

第二種表述：一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在變化過(guò)程中，如果只有重力或彈簧彈力做功，則這個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

（2）幾種情形

①?zèng)]有力做功——靜止，或自由的勻速直線運(yùn)動(dòng)

②只受重力（彈簧彈力），且重力做功

③受其他的力，但只有重力做功

④受其他的力，其他的力也做功，但其他的力的總功為零

說(shuō)明：特指如下一些模型——繩、桿、光滑斜面（它們只傳遞能量不儲(chǔ)存能量）和彈簧連接的物體組成的系統(tǒng)，即不包含滑動(dòng)摩擦力（空氣阻力、粘滯阻力等）、電場(chǎng)力等

4、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用

第八節(jié) 機(jī)械能定理與機(jī)械能守恒定律（二）

——實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

第九節(jié) 能量守恒定律

1、能量守恒定律發(fā)現(xiàn)的歷史

（1）機(jī)械能守恒的發(fā)現(xiàn)

（2）自然現(xiàn)象之間的廣泛聯(lián)系與轉(zhuǎn)化

（3）永動(dòng)機(jī)不可能制成

（4）能量守恒定律的提出與應(yīng)用

2、能量守恒定律

（1）內(nèi)容：

（2）兩種情形：

①封閉系統(tǒng)

②開(kāi)放系統(tǒng)

3、系統(tǒng)內(nèi)力、外力的功與系統(tǒng)能量的關(guān)系

內(nèi)力功——使能量在系統(tǒng)內(nèi)幾種形式之間相互轉(zhuǎn)化，或使能量在系統(tǒng)內(nèi)幾個(gè)物體之間相互轉(zhuǎn)移

外力功——外界與系統(tǒng)能量交換的量度，外力做正功，輸入能量，外力做負(fù)功，取走能量

4、能量守恒與能源開(kāi)發(fā)

說(shuō)明：

1、人教版教材第一節(jié)標(biāo)題為“追尋守恒量”，卻并沒(méi)有談及什么叫做“追尋守恒量”，以及為什么要追尋守恒量——對(duì)于物理學(xué)史上守恒思想的提出與發(fā)展避而不談，因此我的設(shè)計(jì)是對(duì)標(biāo)題的正面回應(yīng)，也把守恒的思想奠定為本章基礎(chǔ)。

2、人教版教材第二節(jié)“功”，并沒(méi)有講清楚功的概念建立的理論目的，以及為什么其定義式如此特別，因此教材的處理是令人費(fèi)解的，是一種強(qiáng)制性灌輸。實(shí)際上，功的概念是為描述能量變化而引入的，科里奧利正是基于能量（活力）守恒的中能量變化而建立的功的概念，而且，科里奧利是將動(dòng)能和功的概念一并引進(jìn)物理學(xué)的，科里奧利的分析時(shí)基于牛頓定律。我的設(shè)計(jì)，旨在還原歷史，突出功的概念的理論目的以及其特異表達(dá)式的緣起。

3、動(dòng)能的表達(dá)式不是探究出來(lái)的，而是由動(dòng)能定理，和功一起定義出來(lái)的，因此，我取消了“實(shí)驗(yàn)探究功與速度變化的關(guān)系”一節(jié)的內(nèi)容，并在“動(dòng)能、動(dòng)能定理”一節(jié)直接給出了動(dòng)能、動(dòng)能定理，而沒(méi)有再由牛頓定律來(lái)推導(dǎo)，這個(gè)工作已經(jīng)在功的概念引入時(shí)做過(guò)了。

4、勢(shì)能定理其實(shí)是基于功的概念的勢(shì)能的定義，而功是為了量度能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移中能量變化而引入的，所以，勢(shì)能定理本質(zhì)上就是能量守恒。《費(fèi)因曼物理學(xué)講義》和趙凱華《新概念物理 力學(xué)》中，采用的是由永動(dòng)機(jī)不可制成和勢(shì)能定理定義出勢(shì)能的表達(dá)式，然后基于能量守恒導(dǎo)出動(dòng)能表達(dá)式，并進(jìn)而由動(dòng)能變化定義功的概念（即動(dòng)能定理）。我的設(shè)計(jì)就是基于先有動(dòng)能概念，然后從能量守恒和功能關(guān)系兩個(gè)角度來(lái)定義和揭示勢(shì)能的意義。

5、人教版教材關(guān)于“機(jī)械能守恒”守恒條件的敘述，是“功能關(guān)系”角度的表述，這個(gè)表述是一種迂回的表述，這使很多時(shí)候并不能很快的判斷出能否使用機(jī)械能守恒分析問(wèn)題，所以我直接給出了機(jī)械能守恒最直接的表述——“能量表述”，并進(jìn)一步通過(guò)機(jī)械能定理中功能關(guān)系的分析，幫助學(xué)生理解課本“功能關(guān)系表述”的實(shí)質(zhì)——重力做功，實(shí)際上只是引起機(jī)械能內(nèi)兩種形式之間相互轉(zhuǎn)化。

6、人教版關(guān)于在《能量守恒定律》一節(jié)，對(duì)兩個(gè)內(nèi)容處理有欠缺，其一是永動(dòng)機(jī)是什么，永動(dòng)機(jī)不能制成為什么蘊(yùn)含著能量守恒的內(nèi)容，其二是系統(tǒng)能量與內(nèi)力、外力做功的關(guān)系——即本節(jié)應(yīng)該基于能量守恒，進(jìn)一步揭示功和能的關(guān)系，揭示各種不同情況下能量守恒定律的方程和應(yīng)用技巧。我的設(shè)計(jì)就試圖解決這個(gè)問(wèn)題。

高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)

俗話說(shuō)，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容制定合適的教案。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂(lè)，使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編為大家整理的“高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

課前練習(xí)

1．關(guān)于振幅的下列敘述中，正確的是

A．振幅是振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離

B．振幅是表示振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量，振幅越大，振動(dòng)的能量越大

C．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程等于4倍振幅

D．振幅越大，完成一次全振動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)

2．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)某一位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是

A．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)再次經(jīng)過(guò)此位置時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

B．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的速度再次與零時(shí)刻的速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)加速度再次與零時(shí)刻的加速度相同時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

D．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為振幅的4倍時(shí)，經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)周期

3．下列說(shuō)法中正確的是

A．實(shí)際的自由振動(dòng)必然是阻尼振動(dòng)

B．在外力作用下的振動(dòng)是受迫振動(dòng)

C．阻尼振動(dòng)的振幅越來(lái)越小

D．受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的頻率與自身物理?xiàng)l件無(wú)關(guān)

知識(shí)要點(diǎn)

1．機(jī)械振動(dòng)：指物體(或物體的一部分),在某一位置(平衡位置)兩側(cè)所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2．回復(fù)力：使物體回到平衡位置的合力?；貜?fù)力與向心力一樣,都是根據(jù)其作用的效果命名的。

3．全振動(dòng)：振動(dòng)物體完全恢復(fù)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所需要的最短過(guò)程叫一次全振動(dòng)，也是物體連續(xù)通過(guò)四倍振幅的振動(dòng)，物體完成一次全振動(dòng)位移、速度恢復(fù)到原值。

4．振動(dòng)的位移：指由平衡位置指向振子所在處的有向線段。

5．振幅A：物體離開(kāi)平衡位置的最大距離，等于位移的最大值。振幅是表示物體振動(dòng)的強(qiáng)弱（或振動(dòng)的能量的大?。┑奈锢砹俊?/p>

6．周期T：振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間；頻率是周期的倒數(shù)。周期和頻率都是表示振動(dòng)快慢的物理量。

7．受迫振動(dòng)：物體在周期性的驅(qū)動(dòng)力的作用下的振動(dòng)。受迫振動(dòng)的頻率跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率。在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振。

8．振幅越來(lái)越小的振動(dòng)叫做阻尼振動(dòng)。振幅保持不變的振動(dòng)即等幅振動(dòng)，叫做無(wú)阻尼振動(dòng)。

問(wèn)題導(dǎo)引

通過(guò)本節(jié)的復(fù)習(xí)，你要牢固掌握有關(guān)振動(dòng)的概念，為后面復(fù)習(xí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律作好準(zhǔn)備。

例１關(guān)于單擺，下列說(shuō)法中正確的是

A．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線張力和重力的合力

B．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度是不變的

C．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置

D．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零

解析 擺球受力情況如圖7-1-1所示，擺球所受重力的法向分量與擺線張力的合力提供了擺球沿圓弧運(yùn)動(dòng)的向心力，重力的切向分量即擺球作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力，所以（Ａ）答案不正確。在最大位移處，擺球速度為零，由向心力公式可知向心力為零，回復(fù)力即為擺球所受的合力，在平衡位置，回復(fù)力為零，但由向心力公式，速度不為零則向心力不為零，有向心加速度，所以（Ｄ）答案錯(cuò)誤。在其它位置上，合力為重力與擺線張力的合力，亦即回復(fù)力與向心力的合力，所以加速度并不指向平衡位置，故（Ｃ）答案也不正確。所以正確答案為B．。

例２ 如圖7-1-2，小球靜止于Ｏ點(diǎn)，將小球拉到Ｂ點(diǎn)由靜止釋放，OB間距離為s經(jīng)時(shí)間ｔ小球第二次經(jīng)過(guò)Ｏ點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的是

A．小球振動(dòng)的振幅為s

B．小球在ｔ時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為3s

C．小球振動(dòng)的周期為3t

D．取向右為正方向，t時(shí)刻小球振動(dòng)的位移為-s

解析 由振幅和路程的定義可知A．B．正確。周期為完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，應(yīng)為4t/3，故C．答案錯(cuò)誤。振動(dòng)的位移是由平衡位置指向振子所在處的有向線段，t時(shí)刻振子位于平衡位置，故位移為零所以D．答案也不正確。

例3 有甲乙兩個(gè)彈簧振子，甲的固有頻率為f，乙的固有頻率為4f，如果它們都在頻率為3f的策動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，則

A．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f B．乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f

C．甲的振幅較大，振動(dòng)頻率為3f D．乙的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f

解析 受迫振動(dòng)的頻率跟物體的固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以甲乙兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)頻率均為3f。受迫振動(dòng)的振幅與固有頻率和驅(qū)動(dòng)力的頻率的關(guān)系有關(guān)，驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大。驅(qū)動(dòng)力頻率與乙的固有頻率較接近，所以乙的振幅較大。故答案為B。

探究學(xué)習(xí)

1．有一彈簧振子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)量相同，從a到b經(jīng)歷0.2秒，從b再回到a的最短時(shí)間為0.3秒，則這振子的周期為

A．1s B．0.8s C．0.6s D．0.4s

2．把一彈簧振子的彈簧拉長(zhǎng)一些，然后由靜止釋放，經(jīng)0.5s振子經(jīng)過(guò)平衡位置，此彈簧振子的周期可能是

A．1s B．2s C．0.6s D．0.4s

3．一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，他們只能在圖7-1-3示平面內(nèi)擺動(dòng)，某一瞬時(shí)出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是

A．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N靜止

B．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M在擺動(dòng)，N也在擺動(dòng)

C．車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N在擺動(dòng)

D．車廂作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N也靜止

4．把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái)，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心擺，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成一個(gè)共振篩，篩子做自由振動(dòng)時(shí)，完成10次全振動(dòng)用15s。在某電壓下，電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速為36r/min（轉(zhuǎn)/分）。已知增大電壓，可以使偏心輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，可以增大篩子的固有周期。那么，要使篩子的振幅增大，應(yīng)適當(dāng)

A．提高輸入電壓 B．降低輸入電壓

C．增加篩子質(zhì)量 D．減少篩子質(zhì)量

5．如圖7-1-4所示表示兩個(gè)單擺，m、M懸掛在一根鋼絲上，開(kāi)始它們都靜止，今使m偏離平衡位置一個(gè)小角度，釋放后做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方向在垂直于紙面的豎直平面內(nèi)。對(duì)此后M的運(yùn)動(dòng)情況，下述說(shuō)法中正確的是

A．M仍靜止

B．M能發(fā)生共振

C．M將做受迫振動(dòng)，周期為

D．M將做受迫振動(dòng)，周期為

6．如圖7-1-5所示，在張緊的繩上掛了a、b、c、d四個(gè)單擺，四個(gè)單擺的擺長(zhǎng)關(guān)系為lc>lb=ld>la，先讓d擺擺動(dòng)起來(lái)（擺角不超過(guò)5°），則下列說(shuō)法正確的是

A．b擺發(fā)生振動(dòng)，其余擺均不動(dòng)

B．所有擺均以相同頻率振動(dòng)

C．所有擺均以相同擺角振動(dòng)

D．以上說(shuō)法均不正確

答案

課前練習(xí) 1．ABC 2．D 3．ACD

探究學(xué)習(xí) 1．C 2．BD 3．AB 4．AC 5．D 6．B

專題二 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及振動(dòng)圖象

課前練習(xí)

1．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，當(dāng)物體的位移為負(fù)值時(shí)，下面說(shuō)法中正確的是

A．速度一定為正值，加速度一定為負(fù)值

B．速度一定為負(fù)值，加速度一定為正值

C．速度不一定為正值，加速度一定為負(fù)值

D．速度不一定為負(fù)值，加速度一定為正值

2．如圖7-2-1所示的是一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象，振幅為_(kāi)____________，頻率為_(kāi)____________，周期為_(kāi)____________，在_____________時(shí)速度第一次達(dá)到正的最大值，在_____________時(shí)加速度第一次達(dá)到正的最大值．

3．圖7-2-2為在地球上同一地點(diǎn)的兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象，則它們的振幅之比為A1∶A2=__________，周期之比T1∶T2=_____________，兩單擺的擺長(zhǎng)之比L1∶L2=_____________．

4.一單擺的擺長(zhǎng)為40㎝，擺球在t=0時(shí)刻正從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，若g取10m/s2，則在1s時(shí)擺球的運(yùn)動(dòng)情況是

A．正向左做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大

B．正向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小

C．正向右做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大

D．正向右做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小

5.一只鐘從甲地拿到乙地，它的鐘擺擺動(dòng)加快了，則下列對(duì)此現(xiàn)象的分析及調(diào)準(zhǔn)方法的敘述中正確的是

A．g甲>g乙，將擺長(zhǎng)適當(dāng)增長(zhǎng) B．g甲>g乙，將擺長(zhǎng)適當(dāng)縮短

C．g甲6.質(zhì)點(diǎn)以O(shè)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它離開(kāi)平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，經(jīng)0.15s第一次通過(guò)A點(diǎn)，再經(jīng)0.1s第二次通過(guò)A點(diǎn)，再經(jīng) s第三次通過(guò)A點(diǎn)，此質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期等于 s，頻率等于 Hz。

知識(shí)要點(diǎn)

1．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的定義：物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的力的作用下的振動(dòng)。即回復(fù)力與位移關(guān)系為：。

2．單擺：

（1）單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件：擺角小于。

（2）周期公式：

3．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像：

（1）意義：表示振動(dòng)物體的位移隨時(shí)間變化的規(guī)律。

注意：振動(dòng)圖象不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（2）特點(diǎn)：圖線為正弦（或余弦）曲線。只有簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像才是正弦（或余弦）曲線。

（3）應(yīng)用：

1）可以直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x。

2）判定回復(fù)力、加速度方向。

3）判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢(shì)能的變化情況。

問(wèn)題導(dǎo)引

做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的回復(fù)力、位移、速度隨時(shí)間如何變化？彈簧振子和單擺的周期分別與什么有關(guān)？簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像能提供什么運(yùn)動(dòng)信息？通過(guò)本節(jié)的復(fù)習(xí),你應(yīng)熟練掌握掌握這些問(wèn)題，還要注意本節(jié)內(nèi)容與其它章節(jié)的內(nèi)容的結(jié)合。

例1 圖7-2-3中兩單擺擺長(zhǎng)相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面向左拉開(kāi)一小角度釋放，碰撞后兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，以mA，mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則

A．如果mA>mB，下一次碰撞將發(fā)生平衡位置右側(cè)

B．如果mAC．無(wú)論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)

D．無(wú)論兩擺球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)

解析 單擺在擺角小于的情況下的振動(dòng)可以看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。由周期公式，兩個(gè)單擺的擺長(zhǎng)相同，兩球相碰后各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期相同，必然同時(shí)回到平衡位置，所以下次碰撞一定發(fā)生在平衡位置，故答案為CD。

例2 如圖7-2-4所示為同一實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象，從圖中可以判斷

A．二擺長(zhǎng)一定相等

B．在平衡位置時(shí)擺球甲的速度一定比乙大

C．?dāng)[球甲的最大動(dòng)能一定比乙的最大動(dòng)能大

D．在平衡位置時(shí)，兩擺線所受的拉力一定相等

（E）甲擺擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡為正弦曲線，乙擺擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡為余弦曲線

解析 由公式

，T甲=T乙

知A正確。因在平衡位置時(shí)，甲圖線斜率大，故速度大，知B正確。因不知甲乙兩球質(zhì)量，因此不能確定最大動(dòng)能誰(shuí)大。在平衡位置時(shí)有

，

因不知小球的質(zhì)量m，所以無(wú)法確定兩擺線所受拉力關(guān)系。單擺的運(yùn)動(dòng)圖像不是軌跡。

例3如圖7-2-5所示，質(zhì)量為m1的物塊上端用細(xì)線懸掛，下端連接一勁度系數(shù)為k的彈簧，彈簧下端連接一質(zhì)量為m2物塊，系統(tǒng)保持靜止，現(xiàn)用力向下拉m2一段位移，然后由靜止釋放，使m2在豎直方向作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中為使m1始終保持靜止，則向下拉m2的位移不能超過(guò)______________，在m2振動(dòng)過(guò)程中細(xì)線受到的最大拉力為_(kāi)____________。振動(dòng)中系統(tǒng)的機(jī)械能 （填“守恒”或“不守恒”）。

解析：設(shè)把m2再向下拉x時(shí)，再釋放時(shí)有

探究學(xué)習(xí)

1.如圖7-2-6,一彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O為平衡位置，以某一時(shí)間作計(jì)時(shí)起點(diǎn)（t=0）經(jīng)周期，振子具有正方向的最大加速度，圖7-2-7中幾個(gè)振動(dòng)圖線，哪一個(gè)正確反映了振子的振動(dòng)情況，（以向右為正方向）

2.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，其質(zhì)量為m，最大速率為v，則下列說(shuō)法中正確的是

A．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力做的功一定為零

B．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力做的功可能是零到之間的某一個(gè)值

C．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力的沖量一定為零

D．從某時(shí)刻算起，在半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，彈力的沖量可能是零到2mv之間的某一個(gè)值

3.如圖7-2-8在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計(jì)的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過(guò)程中，（即重物與彈簧脫離之前），重物的運(yùn)動(dòng)情況是

A．一直加速 B．先減速、后加速

C．先加速、后減速 D．勻加速

4.如圖7-2-9所示，一輕彈簧的左端固定在豎直墻上，右端與質(zhì)量為M的滑塊相連，組成彈簧振子，在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到右側(cè)最大位移處時(shí)，在滑塊上輕輕放上一木塊組成新振子，繼續(xù)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，新振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與原振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程相比

A．新振子的最大速度比原振子的最大速度小

B．新振子的最大動(dòng)能比原振子的最大動(dòng)能小

C．新振子的振動(dòng)周期比原振子的振動(dòng)周期大

D．新振子的振幅比原振子的振幅小

5.在一個(gè)秒擺A的旁邊，掛一個(gè)擺長(zhǎng)為秒擺擺長(zhǎng)1/4的B擺，如圖7-2-10所示，兩擺球是完全相同的彈性小球，互相接觸，且位于同一水平線上。今把B球拉開(kāi)一個(gè)不大的角度后自由釋放。則它在4s內(nèi)與A球發(fā)生碰撞的次數(shù)是

A．2次 B．3次

C．4次 D．5次

6.使懸線下端的單擺小球P偏離平衡位置（偏角θ

A．P球 B．Q球 C．質(zhì)量大的球 D．質(zhì)量小的球

7.卡車在水平道路上行駛，貨物隨車廂底板上下振動(dòng)而不脫離底板，設(shè)貨物豎直方向上的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)，以向上位移為正，其振動(dòng)圖線如圖7-2-11所示。在圖線上取a、b、c三點(diǎn)，那么貨物對(duì)車廂底板的壓力大小，大于貨物所受重力的是

A．a(chǎn)點(diǎn) B．b點(diǎn)

C．c點(diǎn) D．可能是a點(diǎn)也可能是c點(diǎn)

8.甲乙二位同學(xué)分別使用圖7-2-12中左圖所示的同一套裝置觀察單擺作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象，已知二人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長(zhǎng)相同，落在木板上的細(xì)砂分別形成的曲線如圖中右圖所示，下面關(guān)于兩圖線不同的原因的說(shuō)法中正確的是

A．甲圖表示砂擺擺動(dòng)的幅度較大，乙圖擺動(dòng)的幅度較小

B．甲圖表示砂擺擺動(dòng)的周期較大，乙圖擺動(dòng)的周期較小

C．甲圖表示砂擺按正弦規(guī)律變化，是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，乙圖不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

D．二人拉木板的速度不同，甲圖中木板速度較大。

9.如圖7-2-13所示，在豎直光滑管中有一根勁度系數(shù)為k=800N/m，長(zhǎng)30cm的輕彈簧，把質(zhì)量為4kg的物塊P與彈簧接觸并立即放手，則物塊P將在套管中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，g=10m/s2，物塊振動(dòng)的最大加速度為_(kāi)________（大小），振動(dòng)系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能是____________。（選平衡位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)）

10.一單擺在地面上的周期為2s，若將它升高到離地面的高度等于地球的半徑處，單擺的振動(dòng)周期是______s。

11.甲、乙兩單擺，在相同時(shí)間內(nèi)甲擺振動(dòng)5次乙擺振動(dòng)4次，這兩擺擺長(zhǎng)之比L甲∶L乙＝__________；如果將甲乙兩擺都移到月球上，月球上的重力加速度為地球上的0.16倍，則甲擺振動(dòng)5次時(shí)乙擺能振動(dòng)_______次。

12.如圖7-2-14勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定在墻壁上，另一端系在質(zhì)量為M的物體A上，在物體A疊放著一質(zhì)量為m的物體B，在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為A，且在整個(gè)過(guò)程中物體B、A之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)（A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ）．求

（1）當(dāng)系統(tǒng)到達(dá)右方最大位移處時(shí)，物體B所受摩擦力的大小及方向．

（2）當(dāng)彈簧的最大伸長(zhǎng)量（或壓縮量）達(dá)到多大時(shí)，物體B與A脫離?

（3）定性說(shuō)明脫離后物體A的周期將怎樣變化？

13.質(zhì)量為m的鋼板與直立輕彈簧的上端連接，彈簧下端固定在地上。平衡時(shí)，彈簧的壓縮量為x0，如圖7-2-15所示，一物塊從鋼板正上方距離為3x0的A處自由落下，打在鋼板上并立刻與鋼板一起向下運(yùn)動(dòng)，但不粘連。它們到達(dá)最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動(dòng)。已知物塊質(zhì)量也為m時(shí)，它們恰能回到O點(diǎn)。若物塊質(zhì)量為2m，仍從A處自由落下，則物塊與鋼板回到O點(diǎn)時(shí)，還具有向上的速度，求物塊向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的距離。（1996年全國(guó)高考題）

答案

課前練習(xí)

1. D 2. 2cm；2.5Hz；0.4s；0.3s；0.2s 3．2:1，2:3，4:9 4.D 5．C 6． 0.7；0.8；1.25

探究學(xué)習(xí)

1.D 2.AD 3.C 4．AC 5．D 6．B 7．C 8.AD 9．10m/s2；4J 10．4 11．16:25 ，4 12．（1）水平向左，f=mkA/（M+m）（2）x=u（M+m）g/k（3）變小 13．。

高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)

古人云，工欲善其事，必先利其器。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。你知道如何去寫(xiě)好一份優(yōu)秀的教案呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的高三物理教案：《機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波》教學(xué)設(shè)計(jì)，希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。

本文題目：高三物理教案：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波

1、判斷簡(jiǎn)諧振動(dòng)的方法

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)：物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng)。特征是：F=-kx,a=-kx/m.

要判定一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，首先要判定這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)，即看這個(gè)物體是不是做的往復(fù)運(yùn)動(dòng);看這個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有沒(méi)有平衡位置;看當(dāng)物體離開(kāi)平衡位置時(shí)，會(huì)不會(huì)受到指向平衡位置的回復(fù)力作用，物體在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力是不是足夠小。 然后再找出平衡位置并以平衡位置為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，再讓物體沿著x軸的正方向偏離平衡位置，求出物體所受回復(fù)力的大小，若回復(fù)力為F=-kx,則該物體的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中各物理量的變化特點(diǎn)

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)涉及到的物理量較多，但都與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)平衡位置的位移x存在直接或間接關(guān)系：

如果弄清了上述關(guān)系，就很容易判斷各物理量的變化情況

3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性是指振子經(jīng)過(guò)關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩位置時(shí)，振子的位移、回復(fù)力、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能、速度、動(dòng)量等均是等大的(位移、回復(fù)力、加速度的方向相反，速度動(dòng)量的方向不確定)。運(yùn)動(dòng)時(shí)間也具有對(duì)稱性，即在平衡位置對(duì)稱兩段位移間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。

理解好對(duì)稱性這一點(diǎn)對(duì)解決有關(guān)問(wèn)題很有幫助。

4、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期性

5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象能夠反映簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，因此將簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象跟具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)是討論簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一種好方法。

6、受迫振動(dòng)與共振

(1)、受迫振動(dòng)：物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，其振動(dòng)頻率和固有頻率無(wú)關(guān)，等于驅(qū)動(dòng)力的頻率;受迫振動(dòng)是等幅振動(dòng)，振動(dòng)物體因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振動(dòng)能量剛好由周期性的驅(qū)動(dòng)力做功給予補(bǔ)充，維持其做等幅振動(dòng)。

(2)、共振：○1共振現(xiàn)象：在受迫振動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)力的頻率和物體的固有頻率相等時(shí)，振幅最大，這種現(xiàn)象稱為共振?！?產(chǎn)生共振的條件：驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率。○3共振的應(yīng)用：轉(zhuǎn)速計(jì)、共振篩。

(3)理解共振曲線的意義

單擺

考點(diǎn)分析：

一、 周期公式的理解

1、周期與質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)

2、等效擺長(zhǎng)

3、等效重力加速度

二、 擺鐘快慢問(wèn)題

三、 利用周期公式求重力加速度，進(jìn)而求高度

四、 單擺與其他力學(xué)知識(shí)的綜合

機(jī)械波

二、考點(diǎn)分析:

①.波的波速、波長(zhǎng)、頻率、周期和介質(zhì)的關(guān)系：

②.判定波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向

方法一：同側(cè)原理波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向均位于波形的同側(cè)。

方法二：逆描波形法用筆沿波形逆著波的傳播方向描，筆勢(shì)向上該處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向即向

③、已知波的圖象，求某質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo),波速,振動(dòng)圖象等

④已知波速V和波形，作出再經(jīng)Δt時(shí)間后的波形圖

方法一、平移法：先算出經(jīng)Δt時(shí)間波傳播的距離Δx=VΔt，再把波形沿波的傳播方向平移Δx即可。因?yàn)椴▌?dòng)圖象的重復(fù)性，若已知波長(zhǎng)λ，則波形平移n個(gè)λ時(shí)波形不變，當(dāng)Δx=nλ+x時(shí)，可采取去nλ留零x的方法，只需平移x即可。

方法二、特殊點(diǎn)法：在波形上找兩特殊點(diǎn)，如過(guò)平衡位置的點(diǎn)和與它相鄰的峰(谷)點(diǎn)，先確定這兩點(diǎn)的振動(dòng)方向，再看Δt=nT+t,由于經(jīng)nT波形不變，所以也采取去整nT留零t的方法，分別作出兩特殊點(diǎn)經(jīng)t后的位置，然后按正弦規(guī)律畫(huà)出新波形。

⑤已知某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象和某時(shí)刻的波動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算

⑥已知某兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算

⑦已知某兩時(shí)刻的波動(dòng)圖象進(jìn)行分析計(jì)算。

高考物理一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能教案

第12講機(jī)械能

題一：如圖所示，第一次用力F作用在物體上使物體在粗糙的水平面上移動(dòng)距離s，第二次用同樣大小的力F作用在同一物體上，使它沿粗糙斜面向上移動(dòng)相同的距離s，若物體與水平面、斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則下列結(jié)論中正確的有（）
A．力F做的功第二次比第一次多
B．兩次力F做功一樣多
C．兩次物體增加的機(jī)械能一樣多
D．物體機(jī)械能的增量第二次比第一次大

題二：一塊質(zhì)量為m的物體放在地面上，上端用一根彈簧連著，如圖所示，現(xiàn)用恒力F豎直向上拉彈簧的上端，并使物體離開(kāi)地面，如果力的作用點(diǎn)向上移動(dòng)的距離為h，則（）
A．物體的重力勢(shì)能增加了Fh
B．彈簧的彈性勢(shì)能為Fh
C．拉力F做的功為Fh
D．物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加了Fh

題三：如圖所示，一直角斜面固定在地面上，右邊斜面傾角60°，左邊斜面傾角30°，A、B兩物體分別系于一根跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端，分別置于斜面上，兩物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，且位于同一高度并處于靜止平衡狀態(tài)，一切摩擦不計(jì)，繩子均與斜面平行，若剪斷繩，讓兩物體從靜止開(kāi)始沿斜面下滑，下列敘述正確的是（）
A．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體速率相等
B．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體機(jī)械能相等
C．到達(dá)斜面底端時(shí)兩物體重力的功率相等
D．兩物體沿斜面下滑的時(shí)間相等

題四：長(zhǎng)度相同的三根輕桿構(gòu)成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞過(guò)O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始時(shí)OB與地面相垂直，放手后開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任何阻力的情況下，下列說(shuō)法正確的是（）
A．A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零
B．A球機(jī)械能減少量等于B球機(jī)械能增加量
C．B球向左擺動(dòng)所能達(dá)到的最高位置應(yīng)高于A球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度
D．當(dāng)支架從左向右回?cái)[時(shí)，A球一定能回到起始高度

題五：如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤。開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向，現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重力加速度為g。
第12講機(jī)械能
題一：BD題二：CD題三：AC題四：BCD題五：