简谐运动的回复力和能量_学案

课题 简谐运动的回复力和能量 探究热身

一、简谐运动的回复力

1.回复力

（1）定义：把物体拉回到 的力。

（2）方向：总是指向 。

（3）表达式：F= 。即回复力与物体的位移大小成 ，表明回复力与位移方向始终相反，k是一个常量，指弹簧的劲度系数。

（4）命名：回复力是根据力的 命名的，回复力可以由某一个力提供，也可以是几个力的合力，还可以是某一力的合力，归纳起来回复力一定等于物体在振动方向上所受的合力。

2.简谐运动

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。

学习交流

探究一：竖直方向的弹簧振子

探究二：简谐运动的能量

（完成课本P11《思考与讨论》）

结论：简谐运动的能量是指振动系统的机械能，振动的过程就是 和 互相转化的过程。

（1）在最大位移处， 能最大， 能为零；

（2）在平衡位置处， 能最大， 能最小。

典例分析

例1 在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组中描述振动的物理量总是相同的是 （ ）

A．速度、加速度、动能

B．加速度、回复力和位移

C．加速度、动能和位移

D．位移、动能、回复力

例2 当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法正确的（ ）

A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等

B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功

C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和振子的重力的合力提供

D．振子在振动过程中，系统的机械能一定守恒

自主检测

1、关于简谐运动公式F=-kx中的k和x，以下说法中正确的有（ ）

A.k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量

B.k是回复力跟位移的比例常数，x是物体离开平衡位置的位移

C.对于弹簧振子系统，k是弹簧的劲度系数，它表示弹簧自身的性质

D.根据k=-F/x，可以认为k与x成反比

2、弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是（ ）

A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零

B．振子做减速运动，加速度却在增大

C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反

D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反

3、如图所示，是一弹簧振子，设向右方向为正，O为平衡位置，则（ ）

A．A→O位移为负值，速度为正值

B．O→B时，位移为正值，加速度为负值 C．B→O时，位移为负值，速度为负值

D．O→A时，位移为负值，加速度为正值

A

O B

4、一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动,其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等,但方向相反,则这两个时刻振子的（ ）

A．速度一定大小相等,方向相反

B．加速度一定大小相等,方向相反

C．位移一定大小相等,但方向不一定相反

D．以上三项都不一定大小相等方向相反

课后练习

教材P12 1 2 3 4