《湖北省荆州市沙市第五中学物理导学案 选修3-4人教版 11.3 简谐运动的回复力和能量》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖北省荆州市沙市第五中学物理导学案 选修3-4人教版 11.3 简谐运动的回复力和能量（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11.3 简谐运动的回复力和能量简谐运动的回复力和能量 学案学案1回复力是指总是要把物体_平衡位置，方向总是指向 _的力简谐运动的回复力与位移的关系是_，式中负号表 示_ 2简谐运动的第二种定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成 _， 并且总是指向_，质点的运动就是简谐运动 3简谐运动的能量 简谐运动中的能量跟_有关，_越大，振动的能量越大将物体释放后， 若只有重力或弹簧的弹力做功，则振动物体在振动过程中，系统的_和_ 相互转化，总机械能不变 4关于做简谐运动物体的平衡位置，下列说法正确的是( ) A是加速度改变方向的位置 B回复力为零的位置 C速度最大的位置 D加速度最大的位置
2、5关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( ) A可以是恒力 B可以是方向不变而大小变化的力 C可以是大小不变而方向改变的力 D一定是变力 6弹簧振子在做简谐运动的过程中，下列说法中正确的是( ) A在平衡位置时它的机械能最大 B在最大位移时它的弹性势能最大 C从平衡位置到最大位移处它的动能减小 D从最大位移处到平衡位置处它的机械能减小概念规律练 知识点一 简谐运动的回复力 1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中( ) A振子所受的回复力逐渐增大 B振子的位移逐渐增大 C振子的速度逐渐减小 D振子的加速度逐渐减小图 1 2如图 1 所示，对做简谐运动的弹簧振子 m 的
3、受力分析，正确的是( ) A重力、支持力、弹簧的弹力 B重力、支持力、弹簧的弹力、回复力 C重力、支持力、回复力、摩擦力 D重力、支持力、摩擦力 知识点二 简谐运动的能量图 2 3如图 2 所示，一弹簧振子在 A、B 间做简谐运动，平衡位置为 O，已知振子的质量为M，若振子运动到 B 处时将一质量为 m 的物体轻轻地放到 M 的上面，且 m 和 M 无相对 滑动地一起运动，下述正确的是( ) A振幅不变 B振幅减小 C最大动能不变 D最大动能减少 4在光滑斜面上的物块 A 被平行于斜面图 3 的轻质弹簧拉住静止于 O 点，如图 3 所示，现将 A 沿斜面拉到 B 点无初速度释放，物块 在 BC
4、 范围内做简谐运动，则下列说法正确的是( ) AOB 越长，振动能量越大 B在振动过程中，物块 A 的机械能守恒 CA 在 C 点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在 O 点时最小 DA 在 C 点时，由物块与弹簧构成的系统势能最大，在 B 点时最小 方法技巧练 一、简谐运动的判断方法图 4 5如图 4 所示，在劲度系数为 k，原长为 L0的一端固定的弹簧下端挂一质量为 m 的小 物块释放后小物块做上下振动，此时弹簧没有超出弹性限度证明：小物块的振动是 简谐运动6.一木块质量为 m，放在水面上静止，今用力将其压入水中一定深度后撤掉该力，木块 在水面上振动，试判断木块的振动是否为简谐运动二、简
5、谐运动中的力学问题的分析方法 7如图 5 所示，质量图 5 为 m 的物体 A 放在质量为 M 的物体 B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做 简谐运动，振动过程中 A、B 之间无相对运动设弹簧的劲度系数为 k，则物体 A 做简 谐运动的回复力的比例系数 k为( )Ak B.kmMC.k D.kmMmMMm 8一平台在竖直方向上做简谐运动，一物体置于其上一起振动，则有( ) A当平台振动到最低点时，物体对平台的正压力最大 B当平台振动到最高点时，物体对平台的正压力最小 C当平台向上振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力最大 D当平台向下振动经过平衡位置时，物体对平台的正压力最小参考答
6、案 课前预习练 1拉回到 平衡位置 Fkx 回复力 F 总与位移 x 方向相反 2正比 平衡位置 3振幅 振幅 动能 势能 4ABC 5.D 6BC 课堂探究练 1D 点评 分析回复力变化时，应始终抓住 Fkx 这一关系若判断速度的变化，应找出加速度与速度方向的关系2A 点评 回复力是按效果命名的，它是由物体受到的具体的力所提供，故解决这类问题时一定要进行全面的受力分析3AC 点评 在分析简谐运动的能量问题时，要弄清运动质点的受力情况和所受力的做功情况，弄清是什么能之间的转化及转化关系等在分析问题时，注意找准振子到达 B 处时 M 动能为零这一关键点4AC 点评 简谐运动的能量一般指振动系统的
7、机械能，振动的过程就是动能和势能相互转化的过程5见解析 解析 如图所示，物块在平衡位置 O 时，弹簧形变量为 x0，且 mgkx0，物块向下运动x 时，物块所受重力与弹簧弹力的合力提供物体所需的回复力设向下为正方向，Fmgk(xx0)kx可见物块所受回复力的大小与位移的大小成正比，方向与位移方向相反，指向平衡位置，因此小物块的振动是简谐运动方法总结 (1)Fkx 中的 k 是个比例系数，是由振动系统本身决定的，不仅仅是指弹簧的劲度系数简谐运动的回复力可以是一个力，也可以是某个力的分力或几个力的合力，此题中的回复力为弹力和重力的合力(2)振动的平衡位置应在合力为零的位置，而不是弹簧的原长位置6见
8、解析解析 如图所示，设木块横截面积为 S，木块在水面上静止时，深入水中的长度为 L0，平衡位置为 O.木块静止在水面上，由受力平衡得 mggSL0选向下为正方向当将木块向下压入 x 且放手时，物块所受的合外力 FmggS(L0x)即 FgSx，令 kgS则 Fkx可见木块所受回复力由重力和浮力的合力提供，其大小与偏离平衡位置的位移成正比，方向指向平衡位置，所以木块的运动是简谐运动方法总结 判断一个振动是否是简谐运动，其依据是 Fkx，也就是说看回复力 F 是否与位移 x 成正比且方向相反具体步骤如下：(1)找出振动的平衡位置；(2)让质点沿振动方向偏离平衡位置的位移为 x；(3)对物体进行受力分析；(4)规定正方向(一般规定位移的方向为正)，求出指向平衡位置的合力(回复力)，判断是否符合 Fkx.7C 方法总结 对简谐运动中的力学问题，也应象普通力学问题一样进行严格的受力分析，而不能简单的认为回复力是弹簧的弹力或其他某一力8AB 方法总结 简谐运动中，质点在关于平衡位置对称的两点，其回复力大小相等、方向相反、呈对称性但其中的某一个力不一定呈对称性
