2022年高中物理簡諧運動的回復(fù)力和能量學(xué)案 新人教版選修3-41 學(xué)習(xí)目標(biāo)知道什么是回復(fù)力，理解簡諧運動回復(fù)力的特點。2 理解簡諧運動在一次全振動過程中位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。3 知道判斷簡諧運動的方法，并能對一些簡單的運動進行判斷。學(xué)習(xí)重、難點簡諧運動回復(fù)力的特點。學(xué)法指導(dǎo)自主、合作、探究知識鏈接1簡諧運動的圖象是： ，其數(shù)學(xué)表達式為 。2以一個具體例子來說明：做簡諧運動的質(zhì)點位移、速度、加速度的變化情況。學(xué)習(xí)過程用案人自我創(chuàng)新自主學(xué)習(xí)11以“彈簧振子”為例說明：做簡諧運動的物體所受合力有什么特點？ 。2回復(fù)力是指： ；回復(fù)力是根據(jù)力的 來命名的力。3簡諧運動的回復(fù)力特點是： ；可以寫成表達式為： 。（此式也為證明振動是不是簡諧運動的依據(jù)）3從“回復(fù)力”角度來定義，簡諧運動是： 。4簡諧運動中各物理量的變化（以彈簧振子為例）振 動物 體位移x回復(fù)力F加速度a速度v勢能Ep動能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A0AA0思考：簡諧運動物體各物理量變化的判斷思路是： 【例1】彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向平衡位置運動過程中（ ）A 振子所受的回復(fù)力逐漸增大 B。振子的位移逐漸增大C 振子的速度逐漸減小 D。振子的加速度逐漸減小【例2】彈簧振子做簡諧運動，當(dāng)振子的位移為負值時，下列說法正確的是（ ）A 速度一定為正，加速度一定為正B 速度一定為負，加速度一定為正C 速度不一定為正，加速度一定為正D 速度不一定為負，加速度一定為負【例3】一彈簧振子沿水平方向的X軸做簡諧運動，原點O為平衡位置，在運動中某一時刻有可能出現(xiàn)的情況是（ ）A 位移與速度均為正值，加速度為負值B 位移為負，加速度為正C 位移與加速度均為正值，而速度為負值D 位移、速度、加速度均為負值【例4】一彈簧振子振幅為A，從最大位移處需時間t0第一次到達平衡位置，若振子從最大位移處經(jīng)過t0/2后的速度大小和加速度大小分別為v1和a1，而振子位移為A/2時速度大小和加速度大小分別為v2和a2，那么（ ）Av1>v2 B. v1<v2 C. a1>a2 D. a1<a2【例5】一個彈簧振子由質(zhì)量為m的振子和勁度系數(shù)為k的彈簧組成，其振幅為A，振動頻率為f，在最大位移處的彈性勢能為E。那么，在振子振動過程中，下列說法正確的是（ ）A 振子在x=A時的加速度為kA/mB 振子在x=A時的加速度為kA/mC 振子在x=0時的速度大小為D 振子在x=0時的速度大小為2kA/mf【例6】質(zhì)點沿直線以O(shè)點為平衡位置做簡諧運動，A、B點分別為正最大位移處與負最大位移處的點，A、B相距10cm，質(zhì)點從A到B的時間為0.1s，從質(zhì)點到O點開始計時，經(jīng)0.5s，則下列說法中正確的是（ ）A 振幅為5cmB 振幅為10cmC 通過的路程為50cmD 質(zhì)點的位移為50cm【例7】思考與練習(xí)第一題【例8】（拓展題）如圖所示，光滑的水平桌面上，有一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為K，開始時振子被拉到平衡位置O的右側(cè)A處，此時拉力的大小為F，然后輕輕釋放振子，振子從初速度為零的狀態(tài)開始向左運動，經(jīng)過時間T后第一次到達平衡位置O處，此時振子的速度為V，則在這個過程中振子的平均速度為（ ）A0 BV/2CF/（KT） D不為零的某值，但由題設(shè)條件無法求出達標(biāo)檢測1一彈簧振子振動時，先后以相同的速度通過路徑上的A、B兩點，從A到B歷時1s，過了B點后繼續(xù)運動，再經(jīng)過1s振子又回到B點，則可判斷這個彈簧振子( ) A振動的周期為4 s B在A、B兩點的加速度相同 C在A、B兩點的位移相同 D在A、B兩點的彈性勢能相同2水平放置的彈簧振子做簡諧運動，周期為T，t1時刻振子不在平衡位置且速度不為零t2時刻振子速度與t1時刻的速度大小相等方向相同，t3時刻振子的速度與t1時刻的速度大小相等，方向相反若t2-t1=t3-t2，則 ( ) At1、t2、t3時刻，彈簧彈性勢能都相等 B.t1、t3時刻，彈簧的長度相等 C.(t3-t1)可能等于1.5TD.(t3-t1)可能等于2.5T3質(zhì)點沿直線以O(shè)點為平衡位置做簡諧運動，A、B點分別為正最大位移處與負最大位移處的點，A、B相距10 cm，質(zhì)點從A到B的時間為O1 s，從質(zhì)點到0點開始計時，經(jīng)O.5 s，則下述說法中正確的是 ( ) A振幅為5 cm B振幅為lO cmC通過路程為50 cm D質(zhì)點位移為50 cm4一個做簡諧運動的質(zhì)點，它的振幅是4 cm，頻率為2.5 Hz該質(zhì)點從平衡位置開始經(jīng)過2.5 s后，位移大小和經(jīng)過的路程為 ( ) AO，10 cm B0,24 cm C4 cm，100 cm D4 cm,10 cm5如下圖所示，質(zhì)量為m1的物體A放在質(zhì)量為m2的物體B上，B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡諧運動，運動過程中A、B之間元相對運動設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，當(dāng)物體離開平衡位置的位移為x時，A、B間靜摩擦力的大小等于多少?6如下圖所示為一彈簧振子，O為平衡位置，振子在B、C之間做簡諧運動，設(shè)向右為正方向，則振子 ( ) B 0 C A由C向O運動時，位移為正值，速度為正值，加速度為正值 B由O向B運動時，位移為正值，速度為正值，加速度為負值 C由B向0運動時，位移為負值，速度為正值，加速度為正值D由0向C運動時，位移為負值，速度為負值，加速度為負值7如下圖所示，在光滑水平面上有一彈簧振子，勁度系數(shù)為K開始時，振子被拉到平衡位置0右側(cè)的某處，此時拉力為F然后輕輕釋放振子，振子從初速為零的狀態(tài)開始向左運動，經(jīng)過時間t后到達平衡位置0處，此時振子的速度為v,則在這一過程中，振子的平均速度為 ( )Av/2 Bv cF/2kt DF/kt學(xué)習(xí)反思布置作業(yè)思考與練習(xí)T3、T4