2.1 简谐运动（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

第2章机械振动 第1节 简谐运动 物理观念 认识简谐运动的特征，知道机械振动、平衡位置和回复力的概念。 核心 (1)能从相互作用和能量等不同角度认识机械振动。 素养 科学思维 (2)建立弹簧振子模型，学会分析简谐运动的受力情况、运动情况、能量转化等。 导学 科学探究 经历探究简谐运动的过程，能分析数据、发现特点、形成结论。 [河别学9内守1 落实必备知识 预读教材·真一 学用 反所学 情境创设·怎一想 一、机械振动 1.一切发声的物体都在振动，比如蜜蜂翅膀抖 1.机械振动 动和古筝琴弦振动，那么振动是怎样产生的？ 物体（或物体的某一部分）在 附近的往 复运动称为机械振动，简称振动。 2.平衡位置 物体振动停止时保持静止的位置。 3.回复力 (1)定义：物体振动时受到总是指向 的力。 (2)作用效果：总是要把振动物体拉回到 平衡位置是指物体所受 的位置。 (3)来源：回复力是根据力的作用效果命名的力，不2.不同方向上弹簧振子处于平衡位置的合 是单独某一性质的力，可以是一个力，或者一个 力与弹力 力的分力，也可以由振动物体受到的几个力的合 图例 合力(F合) 弹力(F) 力来提供。 二、简谐运动及其特征 0000O F合一 F弹一 0 1.弹簧振子 (1)定义：弹簧振子是 和 所组成的系统 的总称。 F合 F弹一 (2)弹簧振子是一种 (选填“理想模型”或“非 理想模型”)。 (3)回复力来源：物体所受弹簧的 00a00w030 F合= (4)回复力的大小：F= 用了3 高中同步导学物理选择性必修第一册XINKECHENG XUEAN 2.简谐运动及其特征 :3.小球和弹簧所组成的系统称作弹簧振子，有 (1)定义：像弹簧振子这样，物体所受回复力的大小 时也把这样的小球称作弹簧振子或简称振 与位移大小成 ,方向总是与位移方向 子，如图所示为两种不同的弹簧振子。 的运动称为简谐运动。 M (2)运动特征：简谐运动的加速度具有大小与位移大 小成 、方向与位移方向 的特征，即a 6 -E--kt. (1)它们的运动有什么共同特征？ m (3)从能量角度看：由于弹簧振子在振动过程中只有 (2)弹簧振子在现实生活中真实存在吗？ 弹簧的弹力做功，系统的 需要满足什么条件呢？ 和 相互转换，机械能守恒。 八撤点拨… (1)弹簧振子经过平衡位置时，合力为0，速度最大。 (2)简谐运动是最基本也是最简单的机械振动。当某 物体进行简谐运动时，物体所受的回复力大小与位移大小 成正比，并且总是指向平衡位置。 [四学对为等2强化关键能力 新知学习（一）简谐运动的回复力 [重点释解] [任务驱动] 1.回复力的来源 如图甲所示为水平方向的弹簧振子，如图乙所示 (1)回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置 为竖直方向的弹簧振子，如图丙所示为随M一起 的力，同向心力一样是按照力的作用效果来 振动的系统。 命名的 6a0% m (2)回复力可以由某一个力提供，如水平弹簧振 00000700r00T0 甲 子的回复力即为弹簧的弹力；也可能是几个 丙 请思考： 力的合力，如竖直悬挂的弹簧振子的回复力 (1)图甲中水平方向的弹簧振子的回复力的来源 是弹簧弹力和重力的合力；还可能是某一力 是什么？ 的分力。归纳起来，回复力一定等于振动物 (?)图乙中竖直方向的弹簧振子的回复力的来源 体在振动方向上所受的合力。分析物体的 是什么？ (3)图丙中水平方向m与M整体的回复力的来 受力时不能再加上回复力。 源是什么？m的回复力的来源是什么？ 2.关于k值 公式F=一kx中的k指的是回复力与位移的 比例系数，而不一定是弹簧的劲度系数，系数 k由振动系统自身决定。 3.加速度的特点 根据牛顿第二定律得日{-品，表明弹资振 m 子做简谐运动时，振子的加速度大小与位移大小 成正比，加速度方向与位移方向相反。 32 XINKECHENG XUEAN第2章机械振动 [典例体验] 平衡位置（不计阻力），设向右为正方向，物体相 [典例]一质量为m的小球，通 对O点的位移为x,则下列判断正确的是() 过一根轻质弹簧悬挂在天花板上，如 A.物体做简谐运动，OC=OB 图所示。 m( B.物体做简谐运动，OC≠OB (1)小球在振动过程中的回复力实际上是 C.物体所受合力F=一k.x D.物体受合力F=一3kx (2)该小球的振动是否为简谐运动？ 新知学习（二）简谐运动的位移、速度和加速度 [听课记录] [任务驱动] 如图，弹簧连接的塑料小球 穿在细木杆上。 (1)该装置是否为弹簧振子？ (2)若不计小球与杆间的摩擦，小球运动过程中通 过B点时，小球的位移如何表示？ /方法技巧/ 判断一个振动为简谐运动的方法 根据简谐运动的特征进行判断，由此可总结为： (1)对物体进行受力分析，求解物体所受力在振动 方