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1、2022年高中物理《簡諧運動的回復力和能量》學案 新人教版選修3-4
1． 學習目標 知道什么是回復力，理解簡諧運動回復力的特點。
2． 理解簡諧運動在一次全振動過程中位移、回復力、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。
學習重、難點 簡諧運動回復力的特點。
學法指導 自主、合作、探究
知識鏈接 1．簡諧運動的圖象是： ，其數(shù)學表達式為 。
2．以一個具體例子來說明：做簡諧運動的質點位移、速度、加速度的變化情況。
學習過程
2、 用案人自我創(chuàng)新
[自主學習]
1．1．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．回復力是指： ；回復力是根據(jù)力的 來命名的力。
3．簡諧運動的回復力特點是： ；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“回復力”角度來定義，簡
3、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A
0→A
A→0
思考：簡諧運動物體各物理量變化的判斷思路是：
4、
【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
5、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（ ）
A．v1>v2 B. v1a2 D. a1
6、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/m
B． 振子在x=－A時的加速度為－kA/m
C． 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】質點沿直線以O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，質點從A到B的時間為0.1s，從質點到O點開始計時，經0.5s，則下列說法中正確的是（ ）
A． 振幅為5cm
B． 振幅為10cm
C． 通過的路程為50c
7、m
D． 質點的位移為50cm
【例7】思考與練習第一題
【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（ ）
A．0 B．V/2
C．F/（KT） D．不為零的某值，但由題設條件無法求出
達標檢測 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)
8、運動，再經過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 ( )
A．t1、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1.5T
D.(t3-
9、t1)可能等于2.5T
3．質點沿直線以O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，質點從A到B的時間為O．1 s，從質點到0點開始計時，經O.5 s，則下述說法中正確的是 ( )
A振幅為5 cm B振幅為lO cm
C．通過路程為50 cm D．質點位移為50 cm
4．一個做簡諧運動的質點，它的振幅是4 cm，頻率為2.5 Hz．該質點從平衡位置開始經過2.5 s后，位移大小和經過的路程為 ( )
A．O，10 cm B．0,24 cm C．4 cm，100 c
10、m D．4 cm,10 cm
5．如下圖所示，質量為m1的物體A放在質量為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．設彈簧的勁度系數(shù)為k，當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 ( )
A．v/2 B．v c．F/2kt D．F/kt
學習反思
布置作業(yè) 思考與練習T3、T4
2022年高中物理《簡諧運動的回復力和能量》學案 新人教版選修3-4
