简谐振动导学案.doc

简谐振动导学案
【学习目标】
1、了解什么是机械振动、简谐运动
2、正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【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
难点：偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化
【新课学习】
一、弹簧振子
1、振动现象在自然界中广泛存在，摆动着的钟摆、树枝的晃动，水中浮动的浮子，内燃机中汔缸中运动的活塞、发声的物体等等。你能再举出一些例子，并找出它们运动的共同特点。

2、什么是弹簧振子？有什么特点？弹簧振子概念中系统是指什么？实际中是否存在？

3、平衡位置是怎样定义的，有什么特点？？

4、请根据上述三个问题总结机械运动的定义及特点，并讨论物体做机械运动的条件。

5、我已经学过了哪些运动形式，我们是如何描述这些运动形式的？有哪些方法？

相比以前的运动机械振动是更复杂的运动，所以我们只讨论机械运动中最简单最基本也是最重要的简谐运动。
二、简谐运动
对于一个未知的运动，最好也是最直观简洁的描述其运动规律，了解其运动过程的方法就是画出运动的图象。所以对于我们不了解的弹簧振子的振动我们从图象上来研究。
1、弹簧振子的位移—时间图象
（1）怎样画出弹簧振子的位移—时间图象？除了教材上提供的方法以外，你是否有另外的方法？
（2）弹簧振子的位移怎样计算？位移起点在什么地方？这里的位移是否弹簧振子实际运动的位移？你怎样理解振动的位移这个概念的？它与我们在直线运动中所说的位移有什么不同和相同点？它的方向是什么样的？

（3）观察图象，怎样说明弹簧振子的位移—时间关系是正弦函数的关系？

2、简谐运动及其图象
（1）什么是简谐运动?从图象上如何判断一个振动是简谐运动？

（2）简谐运动的位移-时间图象（振动图象）的物理意义是什么？

三、深入研究“弹簧振子”的运动过程
1、研究弹簧振子的运动
（1）让弹簧振子自由伸长，此时振子静止在O点，此时振子受到哪些力的作用?
（2）把振子向右拉到A点，松手，松手后的瞬间振子受到哪些力的作用?
A′ O A
（3）分析弹簧振子由A到O的运动
ａ.从A→O运动过程中，位移的方向如何?大小如何变化?
ｂ.从A→O运动过程中，速度方向如何?大小如何变化?
ｃ.从A→O运动过程中，小球所受的合力有什么特点?
ｄ.从A→O运动过程中，振子(小球)的加速度方向如何?大小如何变?

分析振子从O到Ａ′，从Ａ′到O ，从O到A的运动情况，并填表
振子的运动
A→O
　O→A′
　　A′→O
　O→A
对平衡位置的
位移的方向？
大小如何变化

振子所受的合
力方向怎样？
大小如何变化？

加速度的方向
怎样？大小如
何变化？

速度的方向
怎样？大小
如何变化？

填表结束后，针对表格中显示的信息，回答下列问题：
①弹簧振子在往复运动过程中，弹簧的弹力对振子起什么作用?它的方向有什么特点?

②弹簧振子的位移方向有什么特点?位移和弹簧的弹力之间有什么关系?

2、弹簧振子为什么会振动？分析弹簧振子振动过程中不同位置的受力情况。弹簧振子的受力有什么特点？
3、分析弹簧振子振动过程中位移、合外力、加速度和速度的变化规律.

四、简谐运动的位移时间图象的应用
1、由简谐运动的位移-时间图象能得到哪些信息？

2、利用图象怎样判断某时刻弹簧振子的运动方向、弹簧振子的位置等。

3、利用图象怎样判断弹簧振子的位移、速度、加速度如何变化？