选修3-4《3简谐运动的回复力和能量》新课标优质课教案设计

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2、简谐运动过程中能量的相互转化情况，对学生进行物质世界遵循对立统一规律观点的渗透。教学重点1、简谐运动的回复力特征及相关物理量的变化规律。

2、对简谐运动中能量转化和守恒的具体分析。教学难点1、物体做简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度等变化规律的分析总结。

2、关于简谐运动中能量的转化学法指导讨论法 归纳法教学方法实验演示、讨论与归纳、推导与列表对比、多媒体模拟展示教具准备课件、水平弹簧振子教学过程:

新课导入前面两节课我们从运动学的角度研究了简谐运动的规律，不涉及它所受的力。

在已学的知识当中，我们知道不同的运动受的力也是不同的。

例如：物体静止或匀速直线运动，所受合力为零；

物体匀变速直线运动，所受合力为大小和方向都不变的恒力；

物体匀速圆周运动，所受合力大小不变，方向时刻都在改变，但方向总指向圆心。

那么物体简谐运动时，所受合力有何特点呢？

这节课我们就来学习简谐运动的动力学特征。新课学习（板书）一、简谐运动的回复力

当把弹簧振子从它静止的位置O拉开一小段距离到A再放开后，它会在A－O－B之间振动。为什么会振动？”

分析：物体做机械振动时，一定受到指向中心位置的力，这个力的作用总能使物体回到中心位置，我们把这个力叫做简谐运动的回复力。

（板书）1、定义：受到总能使振动物体回到平衡位置，且始终指向平衡位置的力

2、方向：始终指向平衡位置

3、特点：回复力是根据力的效果命名的，不是什么新的性质的力，

4、来源：振动方向的合力

可以是重力，弹力，摩擦力，还可以是几个力的合力或某个力的分力

对于水平方向的弹簧振子，回复力就是弹簧的弹力。

振子由于惯性而离开平衡位置，当振子离开平衡位置后，振子所受的回复力总是使振子回到平衡位置，这样不断地进行下去就形成了振动。

振动的平衡位置O也可以说成是振动物体振动时受到的回复力为零的位置。

弹簧振子振动时，不同的位置位移不同，回复力也不同，那回复力与位移又有什么关系呢？

分析：由振动过程的分析可知，振子的位移总是相对于平衡位置而言的，即初位置是平衡位置，位移可以用振子的位置坐标x来表示，方向始终从平衡位置指向振子（外侧）。回复力的方向始终指向平衡位置，因而回复力的方向与振子的位移方向始终相反。

对水平方向的弹簧振子来说，回复力就是弹簧的弹力。在弹簧发生弹性形变时，弹簧振子的回复力F跟振子偏离平衡位置的位移x成正比，方向跟位移的方向总是相反。以O点为坐标原点建立坐标轴，即可得

二、简谐运动的动力学特征： F=-kx

式中F为回复力，x为偏离平衡位置的位移，k是劲度系数，负号表示回复力与位移的方向总相反。