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第九章 机械振动 第一部分 教学纲要 1、教学大纲 内容和要求 演 示 (A) 简谐运动的振幅、周期和频率(A) 简谐运动的振动图象（A） *用三角函数表示简谐运动 *相位 单摆(A) 单摆周期公式(A) 弹簧振子的振动 简谐运动的振动图像 单摆振动的等时性 单摆的振动周期与摆长有关 自由振动和受迫振动(A) 共振(A) 受迫振动和共振 2、2003年高考物理《考试说明》（新课程版） 三、 1 弹簧振子，简谐振动。简谐振动的振幅、周期和频率，简谐振动的振动图象。 2 单摆，在小振幅条件下单摆作简谐振动，周期公式 3．振动中的能量转化。简谐振动中机械能守恒。 4 受迫振动，受迫振动的振动频率。共振及其常见的应用。 II II I I 1．不要求会推倒单摆的周期公式。 2 .对于振动图象只要求理解它们的物理意义，并能识别它们 3、新课标： (1)正确理解本章中基本概念和各物理量的确切含义。 (2)掌握简谐运动在做周期性运动过程中各物理量（如周期、振幅等）的变化情况。 (3)掌握用图像来描述物体的振动情况。 第二部分 教学细则 本细则将每一节教学内容分为“教学要求”、“重点难点”、“教学建议”、“题型示例”四部分，其中对所列知识要求掌握的程度分为(Ⅰ类)、(Ⅱ类)、Ⅲ类，其含义如下： (Ⅰ类)：知道所学知识的内容和含义，并能在有关问题中识别和直接使用它们 (Ⅱ类)：正确理解所学知识的含义及与其它知识的联系，能够进行叙述和解释，并能够解决一般问题。 (Ⅲ类)：深刻掌握所学知识的含义和各部分知识的关系，能够综合应用分析、推理、判断、综合解决综合问题和实际问题。 第一节 简谐运动 教学要求 1 知道什么是机械振动、简谐运动。 （1）理解简谐运动的概念以及物体在什么样的力作用下作简谐运动。(Ⅰ类) （2）了解简谐运动的若干实例。(Ⅰ类) 2. 掌握简谐运动中物理量的变化规律 （1）解位移、速度、回复力和加速度的概念。(Ⅰ类) （2）掌握它们在一次全振动过程中大小及方向的变化情况 。(Ⅱ类) (3)掌握简谐运动中回复力的特点。(Ⅱ类) 3 知道简谐运动是一种理想化模型以及在什么条件下可以把实际发生的振动看作简谐运动，知道研究简谐运动的意义。(Ⅰ类) 重点难点: 重点：1简谐运动过程中有关物理量的变化规律。 2简谐运动回复力的特点。 难点：从运动学和动力学的角度区分简谐运动中位移、速度和加速度的变化规律。 教学建议： 1在研究弹簧振子的振动情况时，忽略了摩擦力和弹簧的质量。这种忽略次要因素、突出主要因素，即理想化的方法是物理学中经常使用的方法（后面在单摆等问题中也用到），应该让学生认真领会。 2由于回复力的特点，简谐运动中所说的位移，都是相对于平衡位置而言的，这一点在振动的学习中应当提醒学生时刻注意。 题型示例： [例题1] 一弹簧振子做简谐运动，则下列说法正确的是( )。(Ⅰ类) A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大 C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同 D．振子每次通过平衡位置时，速度不一定相同，但加速度一定相同 [解答] D [例题2] 如图所示，在光滑水平面上，用两劲度系数分别、的轻弹簧系住一个质量为的小球，开始时两弹簧均处于原长，然后使小球向左偏离后放手，可以看到小球在水平面内做往复运动，试问小球是否做简谐运动? (Ⅲ类) [解答] 其运动为简谐运动 [例题3]在光滑的水平面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为，振子的质量为，振动的最大速度为，如图所示，当振子在最大位移为时，把质量为的物体轻放在其上，则 （1）要保持物体和振子一起振动，二者之间动摩擦力因数至少为多少？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） （2）二者一起振动时，二者过平衡位置的速度多大？振幅又是多大？Ⅲ类 [解答] （1） （2）,振幅仍为A。 第二节 振幅、周期和频率 教学要求 1.知道什么是振幅、周期和频率 （1）振幅是表示振动强弱的物理量。(Ⅰ类) （2）周期和振动都是表示振动快慢的物理量。(Ⅰ类) 2. 振幅与位移的区别 （1）振幅是物体离开平衡位置的最大距离，是标量(反映振动强弱)；位移是表示振动物体瞬时位移的物理量，始终背向平衡位置，是矢量。(Ⅰ类) （2）对于一个给定的振动，振子的位移是时刻变化的，但振幅是不变的。(Ⅰ类) 3.知道什么是振动物体的固有周期和固有频率 （1）“固有”的含义是“仅由振动系统本身的性质决定”，跟外部因素无关。对于一弹簧振子，当它自由振动时，周期只取决于振子的质量和弹簧的劲度系数，与振动的振幅无关，而振幅的大小除跟弹簧振子有关之外，还跟使它起振