| 课 题 |
机械振动和波 功与能 |
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| 教学目标 |
理解机械振动和波的产生和各自的特点 理解功和能的概念 |
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| 重点、难点 |
区分功和波的不同点和联系 会解决功和能的简单问题 |
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| 考点及考试要求 |
机械振动、波、功和能相关基础概念和知识 |
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| 教学内容 |
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| 一、基本概念 （一）、机械振动 物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动。 平衡位置是指受力平衡的位置。 回复力：使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力，回复力时刻指向平衡位置。 全振动：做振动的质点从某位置出发第一次回到该位置并保持与出发时相同运动方向的过程叫做一次全振动。 描述振动的物理量：1、振幅A：物体在震动过程中，离开平衡位置的最大距离。常用符号A表示，振幅的单位是m。 周期T：物体完成一次全振动所需要的时间。符号T，单位s。 频率f：单位时间内周期的个数。等于周期的倒数。 振动中与小球相关的物理量的变化特点 填表，教材P14 单摆：在一条不可伸长的、忽略质量的细线下端栓一质点，上端固定，构成的装置叫单摆。 单摆周期：T= 振动的图像：表示物体位置随时间变化的规律，注意振动图像不是质点的运动轨迹。 阻尼振动：振幅逐渐减小的运动。 受迫振动：物体在周期性变化的外力作用下的振动，物体做受迫振动时，振动稳定后的频率等于驱动力的频率，跟物体的固有频率无关。 共振：当驱动力频率与物体的固有频率接近时，受迫振动的振幅增大的振动。 （二）、波 机械波：机械振动在介质中的传播 产生条件：波源、介质 机械波的分类：横波：质点振动方向与波的传播方向相垂直的波叫横波。 纵波：质点振动方向与波的传播方向相同的波的叫纵波。 机械波的特点：机械波传播的是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。 介质中个质点的振动周期和频率都与波源的周期和频率相同。 离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动。 波长：两个相邻的且在震动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间的距离为一个波长。 振动在一个周期内在介质中传播的距离等于一个波长。 波速：波的传播快慢，机械波的传播速率与介质有关，在同种介质中，波速是一个定值，与波源无关。 频率：波的频率始终等于波源振动的频率。 三者关系：v=λƒ 波的叠加原理：几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰，在几列波重叠的区域里，任何一个质点的总位移，都等于这几列波分别引起的位移的矢量和。 波的衍射：波绕过障碍物的现象。发生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者和波长相差不大。 波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的震动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互隔离的现象。 （三）、功与能 功：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。 W=Fscosθ, θ为F与s夹角。 功率：单位时间内力所做的功。P=W/t 动能：物体由于运动所具有的能 根据力的平衡条件来判断：在有些问题中，用“消除法”和“假设法”均不能作出判断，还可以根据物体受力的平衡条件来判断.如图所示，小球A的重力G=20N，上端被竖直悬线挂于O点，下端与水平桌面相接触，悬线对球A，水平桌面对球A是否有弹力？ 由于条件不足无法确定。但球A处于静止状态，球A所受的力为平衡力，即线对球拉力T及桌面的支持力N共同作用平衡重力G：T N = G.若绳刚好伸直，则T = 0，N = G；若球刚好离开桌面，则N = 0，T= G。 综上所述，判断有无弹力，一般应根据物体的运动状态及相关力学规律来确定，决不能主观臆断，凭空想象。 例1．如图所示的各图中，光滑球A和球B之间一定有弹力的是（ ） 例2．如图所示，滑轮本身的质量忽略不计，滑轮O安装在一根轻木杆上，一根轻绳AC绕过滑轮，A端固定在墙上，且绳保持水平。C端挂一重物，BO与竖直方向θ= 45°，系统保持平衡。若保持滑轮的位置不变，改变θ角的大小，则滑轮受到细绳的弹力大小变化情况是： A.只有θ变小，弹力才变大 B．只有θ变大，弹力才变大 C．不论θ变小或变大，弹力都变大 D．不论θ如何变化，弹力都不变 分析：滑轮不动时，相当于定滑轮，定滑轮不改变力的大小，只改变力的方向。由于两绳间的夹角不变，所以不论θ如何变化，滑轮受到细绳的弹力不变。 解答：由于两绳间的夹角不变，因此两绳对滑轮弹力的合力不变，无论怎样改变，都不会改变绳对滑轮的弹力，弹力方向指向两绳夹角的角平分线。 答案：D 点评：抓住定滑轮不改变力的大小和两轻绳间的夹角不变这两个关键条件。 拆除法：“拆除”与研究对象（受力物体）相接触的物体（如题中的绳或接触面），如果研究对象的运动状态不发生改变，则不受弹力，否则将受到弹力的作用。各图受力如下图所示。 课堂练习 选择题 1．下列关于力的说法正确的是 [ ] A．一个力可能有两个施力物体 B．不存在不受力的物体 C．物体受到力的作用，其运动状态未必改变 D．物体发生形变时，一定受到力的作用 2．关于力的说法，正确的是 [ ] A．有力作用在物体上，其运动状态一定改变 B．力是使物体产生形变的原因 C．力的三要素相同，作用效果一定相同 D．一对互相平衡的力一定是相同性质的力 3．关于物体的重心，下列说法正确的是 [ ] A．物体的重心一定在物体上 B．任何物体的重心都在它的几何中心上 C．物体的形状发生改变其重心位置一定改变 D．物体放置的位置发生改变．重心对物体的位置不会改变 4．关于重心的说法，正确的是 [ ] A．重心就是物体内最重的一点 B．物体的重心位置有可能变化 C．把一物抬到高处，其重心在空间的位置也升高了 D．背跃式跳高运动员，在跃过横杆时，其重心在身体之外 5．关于重力的大小，以下说法正确的是 [ ] A．悬挂在竖直绳子上的物体，绳子对它的拉力一定等于其重力 B．静止在水平面上的物体对水平面的压力一定等于其重力 C．物体所受的重力与它的运动状态无关 D．向上运动的物体所受重力可能小于向下运动的物体所受重力 6．图1，一个球形物体O静止放在水平地面上，并与竖直墙相接触，A、B两点是球与墙和地面的接触点，则下列说法正确的是 [ ] A．物体受三个力，重力、B点的支持力、A点的弹力 B．物体受二个力，重力、B点的支持力 C．物体受三个力，重力、B点的支持力、地面的弹力 D．物体受三个力，重力、B点的支持力、物体对地面的压力 7．小木块放在桌子上，下列说法正确的是 [ ] A．在接触处只有桌子有弹力产生 B．在接触处桌面和小木块都有弹力产生 C．木块对桌面的压力是木块形变后要恢复原状而对桌面施加的力 D．木块对桌子的压力是木块的重力 8．如图2，A、B叠放在水平地面上，则地面受到的压力是 [ ] A．A和B对地面的压力之和 B．只有B对地面的压力 C．B的重力 D．A和B的重力 9．关于弹力的方向，以下说法正确的是 [ ] A．压力的方向总是垂直于接触面，并指向被压物 B．支持力的方向总是垂直于支持面，并指向被支持物 C．绳对物体拉力的方向总是沿着绳，并指向绳收缩的方向 D．杆对物体的弹力总是沿着杆，并指向杆收缩的方向 10．如图3，不计悬绳的重量，把B、C两个物体悬吊在天花板A点．当物体静止后，下面哪一对力是平衡力 [ ] A．天花板对绳的拉力和绳对B物的拉力 B．上段绳对B物的拉力和下段绳对B物的拉力 C．下段绳对B物的拉力和下段绳对C物的拉力 D．下段绳对C物的拉力和C物受到的重力 填空题 1．放在桌上的书本，受到支持力的作用，其受力物体是______，施力物体是______；同时，书对桌面的压力，其受力物体是______，施力物体是______。由此可见，一个物体既是______，又是______。 2．下列各种力：(1)重力(2)拉力(3)支持力(4)弹力(5)浮力(6)摩擦力(7)动力(8)推力。属于按力的性质分类的是______，属于按作用效果分类的是______(用序号填写)。 3．重力是由于______而产生的，它的方向______，重力的作用点可认为作用在物体的______上。 家庭作业 再次复习今天的讲义，仔细体会老师上课讲解的内容，复习第一次课讲解的有关摩擦力的知识。 |
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