（人教版）高中选修3-4物理 11.1《简谐运动》精品教案（含答案）

（人教版）高中选修3-4物理 11.1《简谐运动》精品教案（含答案）内容摘要：

3、道机械振动是一种普遍的运动形式。 导入新课:随着社会经济的发展,我国高层建筑与超高层建筑越来越多。 高层建筑受地面震动和风力的影响较大,其力学稳定性很重要。 建筑受到风荷载的作用,高度增加,横向振幅增大。 例如,100 层建筑横向振幅达 1 m 左右。 从本节开始,我们要学习物体振动所遵循的规律。 )平衡位置:做往复运动的物体原来 静止时的位置叫作平衡位置。 (2)机械振动:物体(或者物体的一部分)在 平衡位置附近所做的 往复运动,叫作机械振动,简称 振动。 (3)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 光滑的杆上,能够自由滑动,两者之间的 摩擦可以忽略,弹簧的 质量与小球相比也 6、为放在光滑水平面上在 A、 B 间运动的弹簧振子。 问题:(1)小球从 O 运动到 B 的过程中和从 B 运动到 O 的过程中途经 C 时,其相对平衡位置的位移 (填“相同”或“不相同”),所受合外力 (填“相同”或“不相同”)。 (2)若 C 点和 D 点关于位置 O 对称,则小球在 C 点和 D 点的位移有什么关系?与小球的速度方向有关吗? 解答:(1)相同 相同(2)位移大小相等,方向相反;与小球速度无关。 知识链接:简谐运动中的位移更像是某时刻振子的位置,是指相对平衡位置的位移,与振子的速度方向无关。 主题 3:简谐运动中的速度情景:如图所示的弹簧振子,小球在水平方向做简谐运动, O 点为小 7、球的平衡位置, A、 B 为其左右两端的最大位移位置。 问题:(1)小球由 O 点向 A 点和由 O 点向 B 点运动的过程中,小球的速度如何变化?(2)同理分析小球由 A 点到 O 点和由 B 点到 O 点运动的过程中速度的变化情况,总结出简谐运动中小球速度的变化特点。 解答:(1)小球由 O 点向 A 点和由 O 点向 B 点运动的过程中,小球的速度均逐渐变小。 (2)小球由 A 点到 O 点和由 B 点到 O 点运动的过程中,速度均逐渐变大;在简谐运动中,小球离开平衡位置的过程速度变小,靠近平衡位置的过程速度变大。 知识链接:做简谐运动的物体,在平衡位置处速度最大,最大位移处速度为零。 主题 4: 9、地展开;绘制出的图象表示振子在各个时刻离开平衡位置的位移。 (2)2 s;10 y=10t (知识链接:通过振动图象可以知道振子离开平衡位置的最大距离和振动周期,还可以根据图象走势判断振子某时刻的速度方向。 1.(考查简谐运动中各物理量的变化规律)一弹簧振子在水平面内做简谐运动,当振子每次经过非平衡位置的同一位置时,不一定相同的物理量是( )。 析】只要振子离开平衡位置,其位移一定由平衡位置指向振子所在的位置;所受弹簧的弹力(即合力)一定指向平衡位置,加速度也指向平衡位置,而且同一位置大小一定;速度大小虽然一定,但方向可能指向平衡位置,也可能背离平衡位置,所以方向不一定相同。 B、C、D 错,A 选项 12、的质点其振动图象如图所示,假设向右为正方向,则物体正在向右加速的时间是( )。 s B.1 s2 s3 s D.3 s4 s【解析】物体向右加速说明物体正在从负向最大位移处向平衡位置运动,根据图象可以判断在 3 s4 s 内物体向右做加速运动,D 正确。 【答案】D【点评】要注意向右运动与向右加速运动的时间段不同。 拓展一:简谐运动的平衡位置、一个竖直悬挂的轻弹簧下方挂一个小球做成一个弹簧振子,在 O 处弹簧处于自然状态,悬挂小球后小球可静止于 O处。 将小球拉到 B 处后放手,小球即可在 A、 B 之间往复运动,若小球从 B 处返回到平衡位置的过程中途径 C 处,则下列说法中正确的是( )。 处。