高中物理3 简谐运动的回复力和能量学案

这是一份高中物理3 简谐运动的回复力和能量学案，共1页。

知道判断简谐运动的方法，并能对一些简单的运动进行判断。
学习重、难点简谐运动回复力的特点。
学法指导自主、合作、探究
知识链接1．简谐运动的图象是： ，其数学表达式为 。
2．以一个具体例子来说明：做简谐运动的质点位移、速度、加速度的变化情况。
学习过程用案人自我创新
[自主学习]
1．1．以“弹簧振子”为例说明：做简谐运动的物体所受合力有什么特点？ 。
2．回复力是指： ；回复力是根据力的 来命名的力。
3．简谐运动的回复力特点是： ；可以写成表达式为： 。（此式也为证明振动是不是简谐运动的依据）
3．从“回复力”角度来定义，简谐运动是：
。
4简谐运动中各物理量的变化（以弹簧振子为例）
振 动
物 体位移x回复力F加速度a速度v势能
Ep动能
Ek
位置方向大小方向大小方向大小方向大小
平衡位置0
最大位置A
0→A
A→0
思考：简谐运动物体各物理量变化的判断思路是：

【例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过程中（ ）
振子所受的回复力逐渐增大 B。振子的位移逐渐增大
振子的速度逐渐减小 D。振子的加速度逐渐减小
【例2】弹簧振子做简谐运动，当振子的位移为负值时，下列说法正确的是（ ）
速度一定为正，加速度一定为正
速度一定为负，加速度一定为正
速度不一定为正，加速度一定为正
速度不一定为负，加速度一定为负
【例3】一弹簧振子沿水平方向的X轴做简谐运动，原点O为平衡位置，在运动中某一时刻有可能出现的情况是（ ）
位移与速度均为正值，加速度为负值
位移为负，加速度为正
位移与加速度均为正值，而速度为负值
位移、速度、加速度均为负值
【例4】一弹簧振子振幅为A，从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t0/2后的速度大小和加速度大小分别为v1和a1，而振子位移为A/2时速度大小和加速度大小分别为v2和a2，那么（ ）
A．v1>v2 B. v1a2 D. a1【例5】一个弹簧振子由质量为m的振子和劲度系数为k的弹簧组成，其振幅为A，振动频率为f，在最大位移处的弹性势能为E。那么，在振子振动过程中，下列说法正确的是（ ）
振子在x=－A时的加速度为kA/m
振子在x=－A时的加速度为－kA/m
振子在x=0时的速度大小为
振子在x=0时的速度大小为2kA/mf
【例6】质点沿直线以O点为平衡位置做简谐运动，A、B点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10cm，质点从A到B的时间为0.1s，从质点到O点开始计时，经0.5s，则下列说法中正确的是（ ）
振幅为5cm
振幅为10cm
通过的路程为50cm
质点的位移为50cm
【例7】思考与练习第一题
【例8】（拓展题）如图所示，光滑的水平桌面上，有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为K，开始时振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力的大小为F，然后轻轻释放振子，振子从初速度为零的状态开始向左运动，经过时间T后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为V，则在这个过程中振子的平均速度为（ ）
A．0 B．V/2
C．F/（KT） D．不为零的某值，但由题设条件无法求出
达标检测1．一弹簧振子振动时，先后以相同的速度通过路径上的A、B两点，从A到B历时1s，过了B点后继续运动，再经过1s振子又回到B点，则可判断这个弹簧振子( )
A振动的周期为4 s B在A、B两点的加速度相同
C．在A、B两点的位移相同 D．在A、B两点的弹性势能相同
2．水平放置的弹簧振子做简谐运动，周期为T，t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零．t2时刻振子速度与t1时刻的速度大小相等方向相同，t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等，方向相反．若t2-t1=t3-t2，则 ( )
A．t1、t2、t3时刻，弹簧弹性势能都相等
B.t1、t3时刻，弹簧的长度相等
C.(t3-t1)可能等于1.5T
D.(t3-t1)可能等于2.5T
3．质点沿直线以O点为平衡位置做简谐运动，A、B点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10 cm，质点从A到B的时间为O．1 s，从质点到0点开始计时，经O.5 s，则下述说法中正确的是 ( )
A振幅为5 cm B振幅为lO cm
C．通过路程为50 cm D．质点位移为50 cm
4．一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm，频率为2.5 Hz．该质点从平衡位置开始经过2.5 s后，位移大小和经过的路程为 ( )
A．O，10 cm B．0,24 cm C．4 cm，100 cm D．4 cm,10 cm
5．如下图所示，质量为m1的物体A放在质量为m2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，运动过程中A、B之间元相对运动．设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间静摩擦力的大小等于多少?
6．如下图所示为一弹簧振子，O为平衡位置，振子在B、C之间做简谐运动，设向右为正方向，则振子 ( )
．B 0 C
A．由C向O运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为正值
B．由O向B运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为负值
C．由B向0运动时，位移为负值，速度为正值，加速度为正值
D．由0向C运动时，位移为负值，速度为负值，加速度为负值
7．如下图所示，在光滑水平面上有一弹簧振子，劲度系数为K．开始时，振子被拉到平衡位置0右侧的某处，此时拉力为F．然后轻轻释放振子，振子从初速为零的状态开始向左运动，经过时间t后到达平衡位置0处，此时振子的速度为v,则在这一过程中，振子的平均速度为 ( )
A．v/2 B．v c．F/2kt D．F/kt
学习反思
布置作业思考与练习T3、T4