高中地球的運(yùn)動(dòng)教案

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量阻尼振動(dòng)教案。

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái)，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？下面是小編為大家整理的“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量阻尼振動(dòng)教案”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

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簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量》，大家不妨來(lái)參考。希望您能喜歡！

《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量》教學(xué)案例分析

俗話說(shuō)，居安思危，思則有備，有備無(wú)患。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ)，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？以下是小編收集整理的“《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量》教學(xué)案例分析”，僅供參考，歡迎大家閱讀。

《簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量》教學(xué)案例分析

課時(shí)11.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量

1.理解回復(fù)力的概念,會(huì)根據(jù)回復(fù)力的特點(diǎn)判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
2.會(huì)用動(dòng)力學(xué)的方法分析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移、速度、回復(fù)力和加速度的變化規(guī)律。
3.會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)分析水平彈簧振子中動(dòng)能、勢(shì)能、總能量的變化規(guī)律。
重點(diǎn)難點(diǎn):回復(fù)力的特點(diǎn)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)分析及能量分析。
教學(xué)建議:前兩節(jié)研究的是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),不涉及它所受的力以及能量轉(zhuǎn)換的情況,是從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度研究的。而本節(jié)要討論它所受的力和能量轉(zhuǎn)換的情況,是從動(dòng)力學(xué)和能量的角度研究的。教學(xué)中要講清回復(fù)力是根據(jù)振動(dòng)物體所受力的效果來(lái)命名的,振子的慣性使振子遠(yuǎn)離平衡位置時(shí),回復(fù)力總是使振子回到平衡位置,正是這一對(duì)矛盾才使振子形成振動(dòng)。從能量守恒的角度對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析時(shí),只限于對(duì)水平彈簧振子。
導(dǎo)入新課:很多同學(xué)都喜歡蕩秋千,你思考過(guò)嗎,為什么一次次蕩起的秋千還會(huì)一次次回到最低點(diǎn)?又為什么蕩秋千時(shí)能蕩得很高?
1.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征
(1)回復(fù)力的方向跟振子偏離平衡位置的位移方向①相反(填“相同”或“相反”),總是指向②平衡位置,它的作用是使振子能③回到平衡位置。
(2)水平放置的彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),其回復(fù)力可表示為④F=-kx,式中k為比例系數(shù),也是彈簧的勁度系數(shù);負(fù)號(hào)表示⑤力F與位移x方向相反。
(3)如果質(zhì)點(diǎn)受到的力與它偏離平衡位置的位移大小成⑥正比,并且總指向⑦平衡位置,該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)就是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
2.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量的特征
(1)彈簧振子的速度在不斷變化,因而它的⑧動(dòng)能在不斷變化;彈簧的形變量在不斷變化,因而它的⑨勢(shì)能在不斷變化。
(2)理論證明:若忽略能量損耗,在彈簧振子運(yùn)動(dòng)的任意位置,系統(tǒng)的⑩動(dòng)能與勢(shì)能之和都是一定的,與機(jī)械能守恒定律相一致。
(3)實(shí)際運(yùn)動(dòng)都有一定的能量損耗,所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化模型。
1.回復(fù)力是按性質(zhì)命名的力還是按效果命名的力?
解答:回復(fù)力是按效果命名的力。
2.彈簧振子在什么位置動(dòng)能最大?在什么位置勢(shì)能最大?
解答:在平衡位置動(dòng)能最大,在最大位移處勢(shì)能最大。
3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有能量損耗嗎?
解答:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想化的模型,沒有能量損耗。

主題1:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力
問(wèn)題:(1)如圖所示,振子在外力作用下把水平彈簧拉伸至A點(diǎn),松手后振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。仔細(xì)觀察水平放置的彈簧振子的運(yùn)動(dòng),完成下表。
振子的運(yùn)動(dòng)A→OO→AA→OO→A
物理量的變化x
F
a

(2)根據(jù)問(wèn)題(1)的分析,總結(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力的特點(diǎn)。
解答:(1)
振子的運(yùn)動(dòng)A→OO→AA→OO→A
物理量的變化x減小增大減小增大
F減小增大減小增大
a減小增大減小增大

(2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力與振子的位移(彈簧的伸長(zhǎng)量)成正比,方向與振子的位移方向相反(總是指向平衡位置)。
知識(shí)鏈接:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體在平衡位置時(shí)回復(fù)力一定為零,但物體的合力不一定為零。
主題2:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的判定方法
問(wèn)題:如圖所示,在光滑水平面上,用兩根勁度系數(shù)分別為k1和k2的輕彈簧系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球。開始時(shí),兩彈簧均處于原長(zhǎng),后使小球向左偏離x后放手,可以看到小球?qū)⒃谒矫嫔献鐾鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)思考,小球是在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)嗎?
解答:小球水平方向受到兩根彈簧的彈力作用,當(dāng)小球向左偏離平衡位置的位移為x時(shí),左方彈簧受壓,對(duì)小球的彈力大小為F1=k1x,方向向右;右方彈簧被拉伸,對(duì)小球的彈力大小為F2=k2x,方向向右。小球所受合力大小為F=F1+F2=(k1+k2)x,方向向右。令k=k1+k2,上式可寫成:F=kx。再
考慮F與x的方向,則F=-kx,所以小球是在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
知識(shí)鏈接:判斷物體是否做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),關(guān)鍵是合理地選擇研究對(duì)象,并確定回復(fù)力是否總與位移成正比,且方向相反。
主題3:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量
問(wèn)題:(1)圖示為一做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,仔細(xì)觀察彈簧振子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況,試分析各階段的能量轉(zhuǎn)化情況,并填入表格。
振子的運(yùn)動(dòng)A→OO→AA→OO→A
物理量的
變化位移大小
速度大小
能量的變化動(dòng)能
勢(shì)能
總能量

(2)思考:
①?gòu)椈烧褡釉诔跏坚尫盼恢?A點(diǎn))時(shí)具有什么能?該能量又是如何獲得的?
②彈簧振子在平衡位置時(shí)具有什么能?該能量又是如何獲得的?
解答:(1)
振子的運(yùn)動(dòng)A→OO→AA→OO→A
物理量的
變化位移大小減小增大減小增大
速度大小增大減小增大減小
能量的變化動(dòng)能增大減小增大減小
勢(shì)能減小增大減小增大
總能量不變不變不變不變

(2)①?gòu)椈烧褡釉诔跏坚尫盼恢?A點(diǎn))時(shí)具有最大勢(shì)能,該勢(shì)能是通過(guò)外力做功獲得的。
②彈簧振子在平衡位置時(shí)具有最大動(dòng)能,該動(dòng)能是由勢(shì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的。
知識(shí)鏈接:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量跟振幅有關(guān),振幅越大,振動(dòng)的能量越大。由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的總能量保持不變,所以又稱為等幅振動(dòng)。

1.(考查回復(fù)力)如圖所示,對(duì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子m進(jìn)行受力分析,則關(guān)于振子所受的力,下列說(shuō)法正確的是()。

A.重力、支持力、彈簧的彈力
B.重力、支持力、彈簧的彈力、回復(fù)力
C.重力、支持力、回復(fù)力、摩擦力
D.重力、支持力、摩擦力
【解析】有不少同學(xué)誤選B,產(chǎn)生錯(cuò)解的主要原因是對(duì)回復(fù)力的性質(zhì)理解不清楚,或者說(shuō)是對(duì)回復(fù)力的來(lái)源沒有弄清楚,因此一定要清楚地認(rèn)識(shí)到它是由其他力所提供的力。
【答案】A
【點(diǎn)評(píng)】回復(fù)力是各個(gè)力的合力,并不是一個(gè)單獨(dú)的力。
2.(考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能、勢(shì)能)一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,每次有相同的動(dòng)能時(shí),下列說(shuō)法正確的是()。
A.具有相同的速度
B.具有相同的勢(shì)能
C.具有相同的回復(fù)力
D.具有相同的位移
【解析】做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,有相同的動(dòng)能的點(diǎn)有兩個(gè),且關(guān)于平衡位置對(duì)稱,這兩點(diǎn)的位移、回復(fù)力方向都不同。而即使是同一點(diǎn),速度也有兩個(gè)不同的方向。分析此題時(shí)注意矢量和標(biāo)量的區(qū)別,只有B選項(xiàng)正確。
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】加速度隨位移變化的規(guī)律與回復(fù)力一致。
3.(考查回復(fù)力和位移、加速度的關(guān)系)圖示為一彈簧振子,O為平衡位置,設(shè)向右為正方向,振子在B、C之間振動(dòng)時(shí)()。
A.B→O位移為正、回復(fù)力為正
B.O→C位移為正、回復(fù)力為負(fù)
C.C→O加速度為負(fù)、回復(fù)力為負(fù)
D.O→B加速度為正、回復(fù)力為負(fù)
【解析】由B→O運(yùn)動(dòng)時(shí),振子在O左側(cè),位移為負(fù),回復(fù)力指向O點(diǎn)(向右),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;同理可以判斷選項(xiàng)B正確。由C→O運(yùn)動(dòng)時(shí),振子的回復(fù)力指向O點(diǎn)(向左),加速度與回復(fù)力方向相同,故選項(xiàng)C正確;同理可以判斷選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【答案】BC
【點(diǎn)評(píng)】回復(fù)力的方向總與位移的方向相反,與加速度方向相同。
4.(考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量和回復(fù)力)圖示為一在水平方向上振動(dòng)的彈簧振子的振動(dòng)圖象,由此可知()。
A.在t1時(shí)刻,振子的動(dòng)能最大,所受的彈力最大
B.在t2時(shí)刻,振子的動(dòng)能最大,所受的彈力最小
C.在t3時(shí)刻,振子的動(dòng)能最大,所受的彈力最小
D.在t4時(shí)刻,振子的動(dòng)能最大,所受的彈力最大
【解析】由圖知,在t1和t3時(shí)刻,振子分別處于正向最大位移處和負(fù)向最大位移處,速度為零,動(dòng)能為零,彈簧形變量最大,振子所受彈力最大,故選項(xiàng)A、C均錯(cuò);由圖知,在t2和t4時(shí)刻,振子處于平衡位置,速度最大,動(dòng)能最大,彈簧無(wú)形變,振子所受彈力最小,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】振子在平衡位置時(shí)動(dòng)能最大。
拓展一:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量
1.圖示是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象,則下列說(shuō)法中正確的是()。
A.曲線上A、C、E點(diǎn)振子的勢(shì)能最大
B.曲線上A、E點(diǎn)振子的勢(shì)能最大,C點(diǎn)振子的勢(shì)能最小
C.曲線上B、D點(diǎn)振子的機(jī)械能相等
D.曲線上F點(diǎn)振子的動(dòng)能最大
【分析】根據(jù)振動(dòng)圖象可以判斷各點(diǎn)的能量情況。動(dòng)能和勢(shì)能都是標(biāo)量,質(zhì)點(diǎn)離平衡位置越遠(yuǎn),勢(shì)能越大;又因?yàn)楹?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒,可知越靠近平衡位置動(dòng)能越大。
【解析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能是守恒的,所以在各個(gè)位置的機(jī)械能應(yīng)相等。從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化,動(dòng)能減少,勢(shì)能增加。在最大位移處,勢(shì)能最大,動(dòng)能為零;而在平衡位置時(shí)動(dòng)能最大,勢(shì)能為零。
【答案】ACD
【點(diǎn)撥】在振動(dòng)的一個(gè)周期內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能完成兩次周期性變化,經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)動(dòng)能最大,勢(shì)能最小;經(jīng)過(guò)最大位移處時(shí),勢(shì)能最大,動(dòng)能最小。
拓展二:簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的證明
2.如圖所示,粗細(xì)均勻的一條木筷,下端繞幾圈鐵絲,豎直浮在較大圓筒里的水中,把木塊向下按一段距離后放手,木筷就在水中上下振動(dòng)。請(qǐng)你從簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的力學(xué)特征來(lái)證明木塊做的是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
【分析】筷子靜止時(shí)的位置是平衡位置,假設(shè)從該位置向下按筷子的距離為x,分析此時(shí)其回復(fù)力特點(diǎn),如果滿足F=-kx,則說(shuō)明筷子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。為了分析方便,可以假設(shè)一些物理量,如筷子質(zhì)量m,筷子橫截面積S,水的密度ρ,等等。
【解析】設(shè)筷子的橫截面積為S,并以向下的方向?yàn)檎较?br> 木筷處于平衡位置時(shí)有ρV0g=mg

若筷子向下離開平衡位置的位移為x,則此時(shí)筷子所受合外力為F回=F合=-ρ(V0+Sx)g+mg
聯(lián)立解得回復(fù)力F回=-ρgSx=-kx
回復(fù)力與位移大小成正比,方向相反,木筷做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
【答案】見解析
【點(diǎn)撥】在證明簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)先找出平衡位置,并找出平衡位置處振子的受力關(guān)系。再在振子振動(dòng)的任意位置進(jìn)行受力分析,且設(shè)出位移的正方向,然后求出任意位置時(shí)振子的回復(fù)力,看其是否滿足F回=-kx。
一、物理百科
你會(huì)蕩秋千嗎?
你喜歡蕩秋千嗎?也許你很喜歡卻蕩不好。要知道,會(huì)蕩秋千的人,不用別人幫助推,就能越擺越高,而不會(huì)蕩秋千的人則始終也擺不起來(lái),知道這是什么原因嗎?
請(qǐng)你仔細(xì)觀察一下蕩秋千高手的動(dòng)作:
他從高處擺下來(lái)的時(shí)候身子是從直立到蹲下,而從最低點(diǎn)向上擺時(shí),身子又從蹲下到直立起來(lái)。由于他從蹲下到站直時(shí),重心升高,無(wú)形中就對(duì)自己做了功,自身內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,增大了重力勢(shì)能。因而,每擺一次秋千,都使蕩秋千的人自身機(jī)械能增加一些。如此循環(huán)往復(fù),總機(jī)械能越積越多,秋千就擺得越來(lái)越高了。不信你可以試試看!
二、備用試題
1.彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()。
A.振子所受的回復(fù)力逐漸增大
B.振子的位移逐漸增大
C.振子的速率逐漸減小
D.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小
【解析】在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,振子的位移逐漸減小,速率逐漸增大,彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小。故選D。
【答案】D
2.當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法中正確的是()。
A.振子在振動(dòng)過(guò)程中,速度相同時(shí),彈簧的長(zhǎng)度一定相等,彈性勢(shì)能相同
B.振子從最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧彈力始終做負(fù)功
C.振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的回復(fù)力由彈簧的彈力和振子的重力的合力提供
D.振子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒
【解析】振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng),速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩點(diǎn),這時(shí)彈簧長(zhǎng)度明顯不等,A錯(cuò);振子由最低點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧對(duì)振子施加的力指向平衡位置,應(yīng)做正功,B錯(cuò);振子運(yùn)動(dòng)中的回復(fù)力由彈簧振子所受合力提供,且運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒,故C、D對(duì)。
【答案】CD
3.如圖所示的彈簧振子,O為平衡位置,B、C為最大位移位置,以向右的方向?yàn)檎较?則振子從B運(yùn)動(dòng)到O的過(guò)程中,位移為,大小逐漸,回復(fù)力方向?yàn)?大小逐漸,振子速度方向?yàn)?大小逐漸,動(dòng)能逐漸,勢(shì)能逐漸。(選填“正”“負(fù)”“增大”或“減小”)
【解析】振子從B向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,位置在O點(diǎn)的右方,到O點(diǎn)距離逐漸減小,故位移為正值,大小逐漸減小。由F=-kx和a=-x可知,回復(fù)力和加速度的大小均在減小,方向?yàn)樨?fù),振子的速度方向?yàn)樨?fù),大小逐漸增大,故動(dòng)能也在增大,勢(shì)能逐漸減小。
【答案】正減小負(fù)減小負(fù)增大增大減小

1.關(guān)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體每次通過(guò)平衡位置時(shí)的情況,下列說(shuō)法正確的是()。
A.位移為零,動(dòng)能為零
B.動(dòng)能最大,勢(shì)能最小
C.速率最大,回復(fù)力不為零
D.以上說(shuō)法均不對(duì)
【解析】物體經(jīng)平衡位置時(shí),位移為零,回復(fù)力為零,速度最大,動(dòng)能最大,勢(shì)能為零,所以B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
【答案】B
2.做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,當(dāng)回復(fù)力由小變大時(shí),下列物理量也變大的是()。
A.彈簧的彈性勢(shì)能B.振子的速率
C.振子的加速度D.振子的能量
【解析】當(dāng)回復(fù)力由小變大時(shí),位移正在增大,則彈簧的彈性勢(shì)能增大,A正確;振子的速率減小,B錯(cuò)誤;振子的加速度增大,C正確;振子的能量不變,D錯(cuò)誤。
【答案】AC
3.把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上,球與輕彈簧相連組成彈簧振子,小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng),如圖所示。下列結(jié)論正確的是()。
A.小球在O位置時(shí),動(dòng)能最大,加速度最小
B.小球在A、B位置時(shí),動(dòng)能最大,加速度最大
C.小球從A經(jīng)O到B的過(guò)程中,回復(fù)力一直做正功
D.小球從B到O的過(guò)程中,振動(dòng)的能量不斷增加
【解析】振子以O(shè)為平衡位置,在A、B之間振動(dòng)。在O點(diǎn)時(shí),動(dòng)能最大,回復(fù)力為零,加速度最小;在A、B位置時(shí),動(dòng)能最小,回復(fù)力最大,加速度最大。從A到O回復(fù)力做正功,從O到B回復(fù)力做負(fù)功;小球從B到O彈簧彈力做功,彈簧振子的機(jī)械能不變。
【答案】A
4.圖示為一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,由圖可知,t1和t2時(shí)刻對(duì)稱。對(duì)振子在t1和t2時(shí)刻進(jìn)行比較,下列結(jié)論正確的是()。
A.振子具有相同的速度
B.振子具有相同的位移
C.振子具有相同的加速度
D.振子具有相同的機(jī)械能
【解析】t1和t2兩時(shí)刻振子所處的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱,速度、加速度、位移三者的大小均相同,速度方向相同,但加速度和位移方向都相反,故選項(xiàng)A對(duì),選項(xiàng)B、C錯(cuò)。由于振動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,所以t1和t2時(shí)刻機(jī)械能相等,選項(xiàng)D對(duì)。
【答案】AD
5.如圖所示,彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球,小球在豎直方向上做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)彈簧正好為原長(zhǎng),則小球在振動(dòng)過(guò)程中()。
A.小球最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA
B.彈簧的彈性勢(shì)能和小球動(dòng)能總和保持不變
C.彈簧最大彈性勢(shì)能等于2mgA
D.小球在最低點(diǎn)時(shí)所受彈力大于2mg
【解析】小球在平衡位置時(shí)有kx0=mg,即x0=A=。振動(dòng)過(guò)程中彈簧振子的機(jī)械能守恒,即動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之和保持不變。從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能,Ep=2mgA,最低點(diǎn)加速度大小等于最高點(diǎn)加速度g,根據(jù)牛頓第二定律F-mg=mg,所以小球在最低點(diǎn)時(shí)的彈力F=2mg。
【答案】C
6.如圖所示,光滑的水平面上放有一彈簧振子,輕彈簧右端固定在滑塊上,已知滑塊質(zhì)量m=0.5kg,彈簧勁度系數(shù)k=240N/m,將滑塊從平衡位置O向左平移,使彈簧壓縮5cm,靜止釋放后滑塊在A、B間滑動(dòng),則:
(1)滑塊在A、B、O三點(diǎn)中哪點(diǎn)加速度最大?此時(shí)滑塊加速度為多大?
(2)滑塊在A、B、O三點(diǎn)中哪點(diǎn)速度最大?此時(shí)滑塊速度為多大?(假設(shè)整個(gè)系統(tǒng)具有的最大彈性勢(shì)能為0.3J)
【解析】(1)由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度a==-,故加速度最大的位置在最大位移處的A或B兩點(diǎn),加速度大小a==×0.05m/s2=24m/s2。
(2)在平衡位置O滑塊的速度最大
根據(jù)機(jī)械能守恒定律有Epm=m
故vm==m/s≈1.1m/s。
【答案】(1)A點(diǎn)或B點(diǎn)24m/s2(2)O點(diǎn)1.1m/s

甲
7.如圖甲所示,A、B兩物體組成彈簧振子,在振動(dòng)過(guò)程中,A、B始終保持相對(duì)靜止,圖乙中能正確反映振動(dòng)過(guò)程中A所受摩擦力Ff與振子的位移x關(guān)系的圖象應(yīng)為()。

乙
【解析】在振動(dòng)過(guò)程中A、B始終保持相對(duì)靜止,可以把A、B看成整體進(jìn)行受力分析,設(shè)A、B的質(zhì)量為mA、mB,彈簧的勁度系數(shù)為k,則有(mA+mB)a=-kx,a=-,A所受摩擦力Ff=-kx,所以Ff與位移的關(guān)系是Ff=-kx。
【答案】C
8.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。下列說(shuō)法中正確的是()。
A.振動(dòng)系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能為mv2
B.當(dāng)振子的速率減為時(shí),此振動(dòng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能為
C.從某時(shí)刻起,在半個(gè)周期內(nèi),彈力做的功一定為零
D.從某時(shí)刻起,在半個(gè)周期內(nèi),彈力做的功一定為mv2
【解析】根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒原理,判斷A選項(xiàng)正確。當(dāng)振子的速率減為時(shí),振子的動(dòng)能減少量ΔEk=mv2-m()2=mv2,那么振動(dòng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能為mv2,B選項(xiàng)錯(cuò)誤。從某時(shí)刻起經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,振子回到原位置或者回到關(guān)于平衡位置對(duì)稱的位置,經(jīng)過(guò)半個(gè)周期振子的速率恢復(fù)到原來(lái)的數(shù)值,所以動(dòng)能不變,根據(jù)動(dòng)能定理,彈力做功為零,C選項(xiàng)正確,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】AC
9.如圖所示,物體m系在兩彈簧之間,兩彈簧勁度系數(shù)分別為k1和k2,且k1=k,k2=2k,兩彈簧均處于自然狀態(tài)。今向右拉動(dòng)m,然后釋放,物體在B、C間振動(dòng),O為平衡位置(不計(jì)阻力),則下列判斷正確的是()。
A.m做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),OC=OB
B.m做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),OC≠OB
C.回復(fù)力F=-kx
D.回復(fù)力F=-3kx
【解析】本題易誤選B、C,誤以為物體兩邊彈簧的勁度系數(shù)不同,因此做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),左右最大位移不對(duì)稱,即OC≠OB,誤認(rèn)為選項(xiàng)B正確。根據(jù)物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受回復(fù)力為F=-kx,因此誤認(rèn)為選項(xiàng)C正確。造成這些錯(cuò)誤的原因是沒有用所學(xué)知識(shí)加以分析。在F=-kx中,k為比例系數(shù),不一定為勁度系數(shù)。
【答案】AD
10.如圖所示,一彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),平衡位置為O,已知振子的質(zhì)量為M,若振子運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面,m和M無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()。
A.振幅不變B.振幅減小
C.最大動(dòng)能不變D.最大動(dòng)能減小
【解析】當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),M的動(dòng)能為零,放上m,系統(tǒng)的總能量為彈簧所儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能Ep,由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,即振幅不變;當(dāng)M和m運(yùn)動(dòng)至平衡位置O時(shí),此時(shí)動(dòng)能最大,M和m的動(dòng)能之和即為系統(tǒng)的總能量,故最大動(dòng)能不變。
【答案】AC
11.圖示為某質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,根據(jù)圖象可知,在前4s內(nèi):
(1)在時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度方向相同。
(2)在時(shí)間內(nèi)動(dòng)能正在向勢(shì)能轉(zhuǎn)化。
(3)在t=s時(shí)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能最大,回復(fù)力為0。
【解析】(1)質(zhì)點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,速度和加速度方向相同。
(2)質(zhì)點(diǎn)遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化。
(3)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置時(shí)動(dòng)能最大,回復(fù)力為0。
【答案】(1)0~1s、2s~3s(2)1s~2s、3s~4s(3)1、3
12.如圖所示,A、B疊放在光滑水平地面上,B與自由長(zhǎng)度為L(zhǎng)0的輕彈簧相連組成彈簧振子,當(dāng)系統(tǒng)振動(dòng)時(shí),A、B始終無(wú)相對(duì)滑動(dòng),已知mA=3m,mB=m,當(dāng)振子距平衡位置的位移x=時(shí),系統(tǒng)的加速度為a,求A、B間摩擦力Ff與位移x的函數(shù)關(guān)系。
【解析】設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,系統(tǒng)在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其中彈簧的彈力作為系統(tǒng)的回復(fù)力,所以當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到距平衡位置為時(shí),有k=(mA+mB)a,由此得k=
當(dāng)振子的位移為x時(shí),A、B間的靜摩擦力為Ff,此時(shí)A、B具有共同的加速度a,對(duì)系統(tǒng)有-kx=(mA+mB)a
對(duì)A有Ff=mAa
聯(lián)立上式得Ff=-x。
【答案】Ff=-x

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述

11.2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述
【教學(xué)目標(biāo)】
（一）知識(shí)與技能
1、知道振幅、周期和頻率的概念，知道全振動(dòng)的含義。
2、了解初相和相位差的概念，理解相位的物理意義。
3、了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移方程中各量的物理意義，能依據(jù)振動(dòng)方程描繪振動(dòng)圖象。
（二）過(guò)程與方法
1、在學(xué)習(xí)振幅、周期和頻率的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2、學(xué)會(huì)從相位的角度分析和比較兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、每種運(yùn)動(dòng)都要選取能反映其本身特點(diǎn)的物理量來(lái)描述，使學(xué)生知道不同性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)包含各自不同的特殊矛盾。
2、通過(guò)對(duì)兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的超前和滯后的比較，學(xué)會(huì)用相對(duì)的方法來(lái)分析問(wèn)題。
【教學(xué)重點(diǎn)】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率的概念；相位的物理意義。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1、振幅和位移的聯(lián)系和區(qū)別、周期和頻率的聯(lián)系和區(qū)別。
2、對(duì)全振動(dòng)概念的理解，對(duì)振動(dòng)的快慢和振動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的快慢的理解。
3、相位的物理意義。
【教學(xué)方法】分析類比法、講解法、實(shí)驗(yàn)探索法、多媒體教學(xué)。
【教學(xué)用具】
CAI課件、勁度系數(shù)不同的彈簧、質(zhì)量不同的小球、秒表、鐵架臺(tái)、音叉、橡皮槌；兩個(gè)相同的單擺、投影片。
【教學(xué)過(guò)程】
（一）引入新課
教師：描述勻速直線運(yùn)動(dòng)的物理量有位移、時(shí)間和速度；描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物理量有時(shí)間、速度和加速度；描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，引入了周期、頻率、角速度等能反映其本身特點(diǎn)的物理量。
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)也是一種往復(fù)性的運(yùn)動(dòng)，所以研究簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)我們也有必要像勻速圓周運(yùn)動(dòng)一樣引入周期、頻率等能反映其本身特點(diǎn)的物理量。本節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量。
（二）進(jìn)行新課
1．振幅
如果我們要乘車，我想大家都愿意坐小汽車，而不坐拖拉機(jī)，因?yàn)橥侠瓩C(jī)比小汽車顛簸得厲害。
演示：在鐵架臺(tái)上懸掛一豎直方向的彈簧振子，分別把振子從平衡位置向下拉不同的距離，讓振子振動(dòng)。
現(xiàn)象：①兩種情況下，彈簧振子振動(dòng)的范圍大小不同；②振子振動(dòng)的強(qiáng)弱不同。
在物理學(xué)中，我們用振幅來(lái)描述物體的振動(dòng)強(qiáng)弱。
（1）物理意義：振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量。
將音叉的下部與講桌接觸，用橡皮槌敲打音叉，一次輕敲，一次重敲，聽它發(fā)出的聲音的強(qiáng)弱，比較后，加深對(duì)振幅的理解。
（2）定義：振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，叫做振動(dòng)的振幅。
（3）單位：在國(guó)際單位制中，振幅的單位是米（m）。
（4）振幅和位移的區(qū)別
①振幅是指振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離；而位移是振動(dòng)物體所在位置與平衡位置之間的距離。
②對(duì)于一個(gè)給定的振動(dòng)，振子的位移是時(shí)刻變化的，但振幅是不變的。
③位移是矢量，振幅是標(biāo)量。
④振幅等于最大位移的數(shù)值。
2、周期和頻率
（1）全振動(dòng)
（用多媒體展示一次全振動(dòng)的四個(gè)階段）
從O點(diǎn)開始，一次全振動(dòng)的完整過(guò)程為：O→A→O→A′→O。從A點(diǎn)開始，一次全振動(dòng)的完整過(guò)程為：A→O→A′→O→A。從A＇點(diǎn)開始，一次全振動(dòng)的完整過(guò)程為：A′→O→A→O→A′。
在判斷是否為一次全振動(dòng)時(shí)不僅要看是否回到了原位置，而且到達(dá)該位置的振動(dòng)狀態(tài)（速度）也必須相同，才能說(shuō)完成了一次全振動(dòng)。只有物體振動(dòng)狀態(tài)再次恢復(fù)到與起始時(shí)刻完全相同時(shí)，物體才完成一次全振動(dòng)。
振動(dòng)物體以相同的速度相繼通過(guò)同一位置所經(jīng)歷的過(guò)程，也就是連續(xù)的兩次位置和振動(dòng)狀態(tài)都相同時(shí)所經(jīng)歷的過(guò)程，叫做一次全振動(dòng)。
一次全振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)動(dòng)單元，振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是這一單元運(yùn)動(dòng)的不斷重復(fù)。
（2）周期和頻率
演示：在兩個(gè)勁度系數(shù)不同的彈簧下掛兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，讓這兩個(gè)彈簧振子以相同的振幅振動(dòng)，觀察到振子振動(dòng)的快慢不同。
為了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的快慢，引入了周期和頻率。
①周期：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間，叫做振動(dòng)的周期，單位：s。
②頻率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的全振動(dòng)的次數(shù)，叫頻率，單位：Hz，1Hz=1s－1。
③周期和頻率之間的關(guān)系：T=1f
④研究彈簧振子的周期
問(wèn)題：猜想彈簧振子的振動(dòng)周期可能由哪些因素決定?
演示：兩個(gè)不同的彈簧振子（彈簧不同，振子小球質(zhì)量也不同），學(xué)生觀察到：兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)不同步，說(shuō)明它們的周期不相等。
猜想：影響彈簧振子周期的因素可能有：振幅、振子的質(zhì)量、彈簧的勁度系數(shù)。
注意事項(xiàng)：
a．介紹秒表的正確讀數(shù)及使用方法。
b．應(yīng)選擇振子經(jīng)過(guò)平衡位置的時(shí)刻作為開始計(jì)時(shí)的時(shí)刻。
c．振動(dòng)周期的求解方法：T=tn，t表示發(fā)生n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間。
d．給學(xué)生發(fā)秒表，全班同學(xué)同時(shí)測(cè)講臺(tái)上演示的彈簧振子的振動(dòng)周期。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：彈簧一端固定，另一端系著小球，讓小球在豎直方向上振動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)一：用同一彈簧振子，質(zhì)量不變，振幅較小與較大時(shí)，測(cè)出振動(dòng)的周期T1和T1′，并進(jìn)行比較。
結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與振幅大小無(wú)關(guān)。
實(shí)驗(yàn)二：用同一彈簧，拴上質(zhì)量較小和較大的小球，在振幅相同時(shí)，分別測(cè)出振動(dòng)的周期T2和T2′，并進(jìn)行比較。
結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與振子的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量較小時(shí)，周期較小。
實(shí)驗(yàn)三：保持小球的質(zhì)量和振幅不變，換用勁度系數(shù)不同的彈簧，測(cè)出振動(dòng)的周期T3和T3′，并進(jìn)行比較。
結(jié)論：彈簧振子的振動(dòng)周期與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)較大時(shí)，周期較小。
通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，我們得到：彈簧振子的周期由振動(dòng)系統(tǒng)本身的質(zhì)量和勁度系數(shù)決定，而與振幅無(wú)關(guān)。
（簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式T=2πmk，式中m為振子的質(zhì)量，k為比例常數(shù)）
⑤固有周期和固有頻率
對(duì)一個(gè)確定的振動(dòng)系統(tǒng)，振動(dòng)的周期和頻率只與振動(dòng)系統(tǒng)本身有關(guān)，所以把周期和頻率叫做固有周期和固有頻率。
3．相位
（觀察和比較兩個(gè)擺長(zhǎng)相等的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的情形）
演示：將并列懸掛的兩個(gè)等長(zhǎng)的單擺（它們的振動(dòng)周期和頻率相同），向同一側(cè)拉起相同的很小的偏角同時(shí)釋放，讓它們做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)象：兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在同一方向同時(shí)達(dá)到位移的最大值，也同時(shí)同方向經(jīng)過(guò)平衡位置，兩者振動(dòng)的步調(diào)一致。
對(duì)于同時(shí)釋放的這兩個(gè)等長(zhǎng)單擺，我們說(shuō)它們的相位相同。
演示：將兩個(gè)單擺拉向同一側(cè)拉起相同的很小的偏角，但不同時(shí)釋放，先把第一個(gè)放開，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)再放開第二個(gè)，讓兩者相差1/4周期，讓它們做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
現(xiàn)象：兩者振動(dòng)的步調(diào)不再一致了，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)到達(dá)另一側(cè)的最高點(diǎn)時(shí)，第二個(gè)小球又回到平衡位置，而當(dāng)?shù)诙€(gè)擺球到達(dá)另一方的最高點(diǎn)時(shí)，第一個(gè)小球又已經(jīng)返回平衡位置了。與第一個(gè)相比，第二個(gè)總是滯后1/4周期，或者說(shuō)總是滯后1/4全振動(dòng)。
對(duì)于不同時(shí)釋放的這兩個(gè)等長(zhǎng)單擺，我們說(shuō)它們的相位不相同。
要詳盡地描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，只有周期（或頻率）和振幅是不夠的，在物理學(xué)中我們用不同的相位來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的不同階段。
相位是表示物體振動(dòng)步調(diào)的物理量，用相位來(lái)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一個(gè)全振動(dòng)中所處的階段。
4．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式
（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程
既然簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間的關(guān)系可以用正弦曲線或余弦曲線來(lái)表示，那么若以x代表質(zhì)點(diǎn)對(duì)于平衡位置的位移，t代表時(shí)間，根據(jù)三角函數(shù)知識(shí)，x和t的函數(shù)關(guān)系可以寫成
x=Asin（ωt+）
公式中的A代表振動(dòng)的振幅，ω叫做圓頻率，它與頻率f之間的關(guān)系為：ω=2πf；公式中的（ωt+）表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位，t=0時(shí)的相位叫做初相位，簡(jiǎn)稱初相。
（2）兩個(gè)同頻率簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差
設(shè)兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率相同，則據(jù)ω=2πf，得到它們的圓頻率相同，設(shè)它們的初相分別為1和2，它們的相位差就是
（ωt+2）－（ωt+）=2－1
討論：
①一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其相位變化多少就意味著完成了一次全振動(dòng)?
（相位每增加2π就意味著發(fā)生了一次全振動(dòng)）
②甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差為3π/2，意味著什么?
（甲和乙兩個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位差為3π/2，意味著乙總是比甲滯后3/2個(gè)周期或3/2次全振動(dòng)）
（3）相位的應(yīng)用
【例題1】?jī)蓚€(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)分別為
x1=4asin（4πbt+π）
和x2=2asin（4πbt+π）
求它們的振幅之比、各自的頻率，以及它們的相位差。
解析：據(jù)x=Asin（ωt+）得到：A1=4a，A2=2a。
又ω=4πb及ω=2πf得：f=2b
它們的相位差是：
【例題2】如圖所示是A、B兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象，求它們的相位差。

解析：這兩個(gè)振動(dòng)的周期相同，所以它們有確定的相位差，從圖中可以看出，B的振動(dòng)比A滯后1/4周期，所以兩者的相位差是
Δ=
鞏固練習(xí)：某簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間關(guān)系為：x=0.1sin（100πt+）cm，由此可知該振動(dòng)的振幅是______cm，頻率是Hz，t=0時(shí)刻振動(dòng)物體的位移與規(guī)定正方向______（填“相同”或“相反”），t=時(shí)刻振動(dòng)物體的位移與規(guī)定正方向______（填“相同”或“相反”）。
（參考答案：0.1；50；相同；相反）
（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)
本節(jié)課學(xué)習(xí)了描述振動(dòng)的物理量——振幅、周期、頻率和相位。
當(dāng)振動(dòng)物體以相同的速度相繼通過(guò)同一位置所經(jīng)歷的過(guò)程就是一次全振動(dòng)，一次全振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)動(dòng)單元，振子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程就是這一單元運(yùn)動(dòng)的不斷重復(fù)。振幅是描述振動(dòng)強(qiáng)弱的物理量；周期和頻率都是用來(lái)表示振動(dòng)快慢的物理量。
相位是表示振動(dòng)步調(diào)的物理量，用來(lái)描述在一個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)物體所處的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。用三角函數(shù)式來(lái)表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其表達(dá)式為：x=Asin（ωt+），其中x代表質(zhì)點(diǎn)對(duì)于平衡位置的位移，t代表時(shí)間，ω叫做圓頻率，ωt+表示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位。
兩個(gè)具有相同圓頻率ω的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它們的相位差是：
（ωt+2）－（ωt+）=2－1
（四）課余作業(yè)
完成P11“問(wèn)題與練習(xí)”的題目。
閱讀P10科學(xué)漫步中的短文。
附：教材分析
本節(jié)學(xué)習(xí)了描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)物理量，是進(jìn)一步認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)課，同時(shí)也為后續(xù)課程交流電、電磁振蕩等知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
由于相位的概念比較抽象，在教學(xué)中，能讓學(xué)生理解相位的物理意義，識(shí)別位移方程中各量的含義就可以了.對(duì)于基礎(chǔ)較好的學(xué)生，教師也可以介紹參考圓的方法，以幫助學(xué)生更深入地理解相位的概念。

簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

俗話說(shuō)，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)”，僅供參考，大家一起來(lái)看看吧。

第1節(jié)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)測(cè)試1
1．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，先后經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)時(shí)，下列物理量哪些是不同的（）
A．速度B．加速度C．位移D．動(dòng)能
2．某個(gè)彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．該振子的加速度和位移大小成正比，方向相反
B．該振子的加速度和位移大小成正比，方向相同
C．該振子做非勻變速運(yùn)動(dòng)
D．該振子做勻變速運(yùn)動(dòng)
3．彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．若位移為負(fù)值，則速度一定為正值
B．振子通過(guò)平衡位置時(shí)，速度為零，加速度最大
C．振子每次通過(guò)平衡位置時(shí)，加速度相同，速度也相同
D．振子通過(guò)同一位置時(shí)，速度不一定相同，但加速度一定相同
4．如圖，一水平彈簧振子，O為平衡位置，振子在B、C之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，設(shè)向右為正方向，則振子（）

A．由C向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移為正值，速度為正值，加速度為正值
B．由O向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移為正值，速度為正值，加速度為負(fù)值
C．由B向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移為負(fù)值，速度為正值，加速度為負(fù)值
D．由O向C運(yùn)動(dòng)時(shí)，位移為負(fù)值，速度為負(fù)值，加速度為正值
5．水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體偏離平衡位置的位移為X，速度為V，加速度為a，則（）
A．X與V同向時(shí)，物體加速B．X與V反向時(shí)，物體加速
C．V與a同向時(shí)，位移變大，D．V與a反向時(shí)，位移變大
6．關(guān)于水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的位移，加速度和速度間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．位移減小時(shí)，加速度減小，速度增大
B．位移的方向總是跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同
C．振子的運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí)，速度的方向跟位移方向相同
D．振子的運(yùn)動(dòng)方向改變時(shí)，加速度的方向也改變
7．如圖，若水平彈簧振子在B、C間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，則（）
A．振子在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度最大，回復(fù)力也最大
B．振子在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)速度最大，回復(fù)力為零
C．振子在由C點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，回復(fù)力逐漸減小，
加速度卻逐漸增大
D．振子在由O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈性勢(shì)能逐漸增大，加速度卻逐漸減小
8．若做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的振幅是A，最大加速度的值為am，則在位移X=A/2處振子的加速度值a=。
9．振子質(zhì)量是0.2kg的彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè)2cm時(shí),受到的回復(fù)力是4N,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè)4cm時(shí),它的加速度大小和方向分別是()
A．20m/s2,向右B．20m/s2,向左C．40m/s2,向左D．40m/s2,向右
※10．如圖,一水平平臺(tái)在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),一物體置于平臺(tái)上一起振動(dòng),當(dāng)平臺(tái)振動(dòng)到什么位置時(shí),物體對(duì)平臺(tái)的壓力最小?()
A．當(dāng)平臺(tái)振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)
B．當(dāng)平臺(tái)振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)
C．當(dāng)平臺(tái)向上振動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)
D．當(dāng)平臺(tái)向下振動(dòng)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)
11．水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),以下說(shuō)法正確的是()
A．振子通過(guò)平衡位置時(shí),回復(fù)力一定為零
B．振子減速度運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度在減小
C．振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向相反
D．振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度與速度方向相反

答案:
題號(hào)12345
答案AACDBDBD
題號(hào)678910
答案AB1/2CB
題號(hào)11
答案AD