2.1简谐运动学案 (无答案) -(2019)新人教版高中物理高二选择性必修第一册.doc
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1、物理导学案 创编人: 审核人: 使用时间:高一下学期 编号: 1简谐运动导学案班级: 姓名: 小组: 小组评价: 教师评价: 【预习目标】1认识弹簧振子2理解简谐运动的位移时间图像。【使用说明】1.先阅读课本内容,理解课本基础知识,有疑问的用红色笔做好疑难标记。完成教材助读设置问题,依据发现的问题再研读教材或者查阅资料,解决问题。将预习中不能解决的问题填在疑惑卡上。2.分层完成,A层全部完成并梳理知识结构,标“”的题目要求B层选做。小组长职责,知道引领小组各层成员按时完成任务,人人达标。3自主阅读学习法、合作学习法、实验探究【学习目标】1. 物理观念认识弹簧振子2. 科学思维通过观察和分析,理
2、解简谐运动的位移时间图像是一条正弦曲线3. 科学思维经历对简谐运动运动学特征的探究过程,加深领悟用图像描绘运动的方法【情境导学】 问 题 ?钟摆来回摆动,水中浮标上下浮动,担物行走时扁担下物体的颤动,树梢在微风中的摇摆在生活中我们会观察到很多类似这样的运动。这些运动的共同点是什么? 阅读本节教材,回答第31页“问题”并梳理必要知识点教材第31页问题提示:上述物体总是在某一位置附近做往复性的运动一、弹簧振子1机械振动:物体或物体的一部分在一个位置附近的_称为机械振动,简称振动注意:机械振动是机械运动的一种2弹簧振子如图所示,如果球与杆之间的摩擦可以_,且弹簧的质量与小球的质量相比也可以_,我们把
3、小球和弹簧组成的系统称为_3平衡位置:弹簧未形变时,小球所受_的位置二、弹簧振子的位移时间图像1建立坐标系:以小球的_为坐标原点,沿着_方向建立坐标轴小球在平衡位置_时它对平衡位置的位移为正,在_时为负如图2绘制图像:若用横轴表示振子运动的_,纵轴表示振子在振动过程中离开_的位移x,则振子振动的xt图像如图所示,是一条正弦(或余弦)曲线三、简谐运动1定义如果物体的位移与时间的关系遵从_函数的规律,即它的振动图像(xt图像)是一条_曲线,这样的振动叫作简谐运动2特点简谐运动是最简单、最基本的振动,其振动过程关于_对称,是一种_运动弹簧振子的运动就是_3简谐运动的图像(如图所示)(1)简谐运动的图
4、像是振动物体的_的变化规律(2)简谐运动的图像是_曲线,从图像上可直接看出不同时刻振动质点的位移大小和方向、速度大小和方向的变化趋势2(多选)下列运动中属于机械振动的是()A小鸟飞走后树枝的运动B爆炸声引起窗子上玻璃的运动C匀速圆周运动D竖直向上抛出的物体的运动E人说话时声带的振动3(多选)如图所示的弹簧振子,O点为它的平衡位置,当振子m离开O点,再从A点运动到C点时,下列说法正确的是()A位移大小为OCB位移方向向右C位移大小为ACD位移方向向左E振子从A点运动到C点时,加速度方向与速度方向相同弹簧振子竖直方向上的弹簧振子的振动有什么规律? 水平方向上的弹簧振子的振动有什么规律?提示:竖直方
5、向和水平方向上的弹簧振子都总是在某一位置附近做往复性的运动1弹簧振子的运动是最典型的机械振动振动特征:有一个“中心位置”,即平衡位置;运动具有往复性如图所示2.弹簧振子的理想化条件(1)质量:弹簧的质量比小球(振子)的质量小得多,可以认为质量集中在小球(振子)上(2)体积:小球(振子)体积很小,可当成质点处理(3)阻力:忽略一切摩擦及阻力作用(4)弹性限度:小球(振子)的振动范围在弹簧的弹性限度内名师点睛:弹簧振子是一种理想化模型,在构造上表现为把一根没有质量的弹簧一端固定,另一端连接一个质点,在运动上表现为没有任何摩擦和阻力【例1】(多选)弹簧上端固定在O点,下端连接一小球,组成一个振动系统
6、,如图所示,用手向下拉一小段距离后释放小球,小球便上下振动起来,关于小球的平衡位置,下列说法正确的是()A在小球运动的最低点B在弹簧处于原长时的位置C在小球速度最大时的位置D在小球原来静止时的位置思路点拨:本题解题的关键是掌握平衡位置的特点:(1)小球上下振动,合力为零时的位置为平衡位置(2)小球原来静止的位置满足重力与弹簧弹力相等平衡位置的判断方法:振动系统不振动,振子处于平衡状态时所处的位置为平衡位置.此题中小球速度最大时的位置和小球原来静止时的位置为同一位置.弹簧振子的位移时间图像教材第32页“思考与讨论”答案提示:记录经过相等时间间隔小球的位置如图在水平方向固定劲度系数较小的弹簧振子,
7、在弹簧振子上安装一支绘图笔,使其在纸带上记录下振子的运动情况,在与振子振动垂直方向上安装可运动的木板,并在木板上贴上白纸,先让振子静止,记录振动的平衡位置O.然后让振子振动起来,木板不动,观察记录振子运动情况;再匀速拉动木板,观察记录结果提示:(1)木板不动时,记录振子运动的轨迹是一条直线(2)匀速拉动木板时,振子的空间位移就能均匀地反映在木板上,从而得到振子的位移时间图像,其形状是正弦(或余弦)曲线1建立坐标系如图甲所示,以小球的平衡位置为坐标原点,规定小球在平衡位置右侧时的位移为正,在左侧时的位移为负甲乙2绘制图像(1)用频闪仪来显示小球在不同时刻的位置,由于拍摄时底片匀速移动,会在底片上
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