内容正文:
〔情 景 切 入〕
钟摆的运动给人们提供了一种计时的方法,共振筛的运用提高了人们的劳动效率,车厢与车轴间的减振板使车辆的运动更加平稳,声带的振动可使我们通过语言交流思想感情,地震则可能给人类带来巨大的灾难。振动是一把双刃剑,由此可见学习机械振动的重要性。振动是一种运动的形式,并不仅仅局限于力学,在电学中同样有它的身影,这在3-2教材中已经有过体现,通过本章的学习你将融会贯通。
〔知 识 导 航〕
机械运动的形式是多种多样的,有平动、转动、振动、波动等形式,这一章主要学习机械振动中最简单、最基本的一种周期性运动——简谐运动。
本章首先讲述了简谐运动的基本特点,然后通过图象介绍简谐运动的规律和特点,简谐运动的实例——单摆、受迫振动等知识。
本章的重点是理解和掌握简谐运动的规律,掌握简谐振动的公式和图象,应用单摆的周期公式解决一些实际问题。而对于简谐运动中的力、位移、速度和加速度之间的变化特点,是本章的难点。
〔学 法 指 导〕
1.本章是力学内容的进一步延续和拓展,是运用力学和运动学规律分析、判断具体问题的典范,要应用牛顿运动定律的分析方法来理解简谐运动过程中力、加速度、速度的变化特点,用机械能守恒定律来理解动能和势能的变化规律。
2.要学好本章知识,还需要运用数学知识及研究方法处理物理实际问题,要学会通过图象分析质点的运动规律。
3.本章知识比较琐碎、概念较多,且振动的规律与直线运动规律存在很大差异,应在理解概念和本章规律上多下功夫。要通过实例理解振动的周期性和对称性,充分利用这些特点解决振动问题。
4.在阅读教材时,对教材中出现的“做一做”“思考与讨论”“实验”“科学漫步”等材料,要认真研读,加强与同学的交流与合作。
第一节 简谐运动
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知道简谐运动的概念
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掌握简谐运动的位移时间图象,并能解决相关问题
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机械振动与弹簧振子
1.机械振动
(1)定义:物体(或物体的一部分)在某一中心位置附近的往复运动,叫机械振动,简称振动。
(2)特征:第一,有一个“中心位置”,即平衡位置,也是振动物体静止时的位置;第二,运动具有往复性。
2.弹簧振子
(1)弹簧振子:弹簧振子是指小球和弹簧所组成的系统,是一种理想化模型。
(2)振子模型:常见的有水平弹簧振子和竖直弹簧振子。如图所示,图甲中球与杆之间的摩擦可以忽略,且弹簧的质量与小球的质量相比可以忽略。