【高考零距离】2014—2015高三物理总复习（上海专用）【配套教案】（考点解读+教学归纳+分类解析）第六章第29讲——振动有关概念（2份）

教案(29)———振动有关概念 考点解读 考　点 解　读 学 题 目 分 布 1 机械振动 知道机械振动 A 2 简谐振动 知道简谐振动的产生条件和特征 A 3 振动的振幅、周期和频率 知道振动的振幅 理解振动的周期和频率以及它们之间的相互关系 A B 4 单摆 知道单摆做简谐振动的条件和特征．知道单摆振动的规律 理解单摆的周期公式 会用单摆测重力加速度 A B C 5 振动中的能量转化 知道振动过程中的能量转化 A 04上海高考第10题电场中的单摆 05上海高考第9题单摆振动过程中动能、势能、机械能 06上海高考第18题用单摆测周期差 07上海高考第17题单摆与平抛之间的综合 09年上海高考第4题 　实验部分　　 学生实验 用单摆测重力加速度 F演示实验 1.机械振动 2.弹簧振子的振动 3.振动的振幅、周期和频率 4.研究单摆的振动周期跟哪些因素有关 教学目标 1．掌握简谐运动的动力学特征和描述简谐运动的物理量． 2．掌握两种典型的简谐运动模型———弹簧振子和单摆．掌握单摆的周期公式． 教师归纳 1．简谐运动的基本概念 (1)定义 物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动．表达式为： F＝－kx ①简谐运动的位移必须是指偏离平衡位置的位移．也就是说，在研究简谐运动时所说的位移的起点都必须在平衡位置处． ②回复力是一种效果力．是振动物体在沿振动方向上所受的合力． ③“平衡位置”不等于“平衡状态”．平衡位 置是指回复力为零的位置，物体在该位置所受的合外力不一定为零．(如单摆摆到最低点时，沿振动方向的合力为零，但在指向悬点方向上的合力却不等于零，所以并不处于平衡状态) ④F＝－kx是判断一个振动是不是简谐运动的 充分必要条件．凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动． (2)几个重要的物理量间的关系 要熟练掌握做简谐运动的物体在某一时刻(或某一位置)的位移x、回复力F、加速度a、速度v这四个矢量的相互关系． ①由定义知： F∝x，方向相反． ②由牛顿第二定律知： F∝a，方向相同． ③由以上两条可知： a∝x，方向相反． ④v和x、F、a之间的关系最复杂： 当v、 a同向(即v、F同向，也就是v、x反向)时，v一定增大；当v、a反向(即v、F反向，也就是v、x同向)时，v一定减小． (3)描述简谐运动的物理量 振动的最大特点是往复性或者 说是周期性．因此振动物体在空间的运动有一定的范围，用振幅A来描述；在时间上则用周期T来描述完成一次全振动所需的时间． ①振幅A是描述振动强弱的物理量．(一定要将振幅跟位移相区别，在简谐运动的振动过程中，振幅是不变的而位移是时刻在改变的) ②周期T是描述振动快慢的物理量．(频率f＝1/T也是描述振动快慢的物理量)周期由振动系统本身的因素决定，叫固有周期． 2．典型的简谐运动 (1)弹簧振子 在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力． (2)单摆 ①单摆振动的回复力是重力的切向分力，不能说成是重力和拉力的合力．在平衡位置振子所受回复力是零，但合力是向心力，指向悬点，不为零． ②当单摆的摆角很小时(小于5°)时，单 摆的周期T＝2π　，与摆球质量m、振幅A都无关．其中l为摆长，表示从悬点到摆球质心的距离，要区分摆长和摆线长． ③小球在光滑圆弧上的往复滚动，和单摆完全等同．只要摆角足够小，这个振动就是简谐运动．这时周期公式中的l应该是圆弧半径R和小球半径r的差． ④摆钟问题．单摆的一个重要应用就是 利用单摆振动的等时性制成摆钟．在计算摆钟类的问题时，利用以下方法比较简单： 在一定时间内，摆钟走过的格子数n与频率f成正比(n可以是分钟数，也可以是秒数、小时数……) ... ...