11.3 简谐运动回复力和能量-人教版高中物理选修3-4教案

第11章第3节简谐运动的回复力和能量 【学习目标】 1．掌握简谐运动的动力学特征，明确回复力的概念。 2．知道简谐运动是一种没有能量损耗的理想情况。 3．理解简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。 4．知道什么是单摆。 5．理解摆角很小时单摆的振动是简谐运动。 6．知道单摆的周期跟什么因素有关，了解单摆的周期公式，并能用来进行有关的计算。 知识回顾： 1. 上一讲课说的弹簧振子的振子为什么围绕着中心点来回往复的运动？ 答：因为它受到了指向中心的回复力。 2. 振子所作的运动是不是匀变速运动呢？ 答：不是，因为它受到的力是变力。 3.简谐运动中涉及的我们学过的那些物理量？ 答：位移、回复力、加速度、速度、动能、势能 知识点一、简谐运动的回复力、能量 回复力： 物体振动时受到的回复力的方向总是指向平衡位置，即总是要把物体拉回到平衡位置的力称为回复力． ． 要点诠释：（1）负号表示回复力的方向是与位移方向相反． （2） 为 与 的比例系数，对于弹簧振子， 为劲度系数． （3）对水平方向振动的弹簧振子，回复力由弹簧的弹力提供；对竖直方向振动的弹簧振子，回复力由弹簧的弹力与重力两力的合力提供． （4）物体做简谐运动到平衡位置时，回复力为 （但合力可能不为 ）． （5）回复力大小随时间按正弦曲线变化． 简谐运动的能量: （1）弹簧振子运动的任意位置，系统的动能与势能之和都是一定的，即振动过程中机械能守恒． （2）水平方向的振子在平衡位置的机械能以动能的形式出现，势能为零；在位移最大处势能最大，动能为零． （3）简谐运动中系统的动能与势能之和称为简谐运动的能量，即 。 （4）简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能 量越大． （5）在振动的一个周期内，动能和势能间完成两次周期性变化，经过平衡位置时动能最大，势能最小；经过最大位移处时，势能最大，动能最小． 简谐运动的特征 物体做简谐运动的三个特征: （1）振动图像是正弦曲线； （2）回复力满足条件 ； （3）机械能守恒． 简谐运动的判定方法: （1）简谐运动的位移一时间图像是正弦曲线或余弦曲线． （2）故简谐运动的物体所受的力满足 ，即回复力 与位移 成正比且方向总相反． （3）用 判