简谐运动的回复力和能量电子教案.doc

简谐运动的回复力和能量精品文档简谐运动的回复力和能量一、简谐运动的回复力1． 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正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动2． 回复力使振动物体回到平衡位置的力3． 回复力的方向总是指向平衡位置4． 回复力的表达式F ＝－ kx 即回复力与物体的位移大小成正比，“－”表明回复力与位移方向始终相反， k 是一个常数，由简谐运动系统决定二、简谐运动的能量1．振动系统 (弹簧振子 )的状态与能量的对应关系：弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程1) 在最大位移处，势能最大，动能为零2) 在平衡位置处，动能最大，势能最小2．简谐运动的能量特点：在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型1．回复力的来源(1) 回复力是指将振动的物体拉回到平衡位置的力，同向心力一样是按照力的作用效果来命名的2) 回复力可以由某一个力提供，如水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；也可能是几个力的合力，如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；还可能是某一力的分力归纳起来，回复力一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。

分析物体的受力时不能再加上回复力收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档2．关于 k 值：公式 F＝－ kx 中的 k 指的是回复力与位移的比例系数，而不一定是弹簧的劲度系数，系数 k 由振动系统自身决定Fk3．加速度的特点：根据牛顿第二定律得a＝ m＝－ mx，表明弹簧振子做简谐运动时，振子的加速度大小与位移大小成正比，加速度方向与位移方向相反4．回复力的规律：因x＝ A sin(ωt＋ φ)，故回复力F ＝－ kx＝－ kA sin( ωt＋ φ)，可见回复力随时间按正弦规律变化1．根据水平弹簧振子图，可分析各个物理量的变化关系如下：图 11-3-4振子的运动A→OO→A′A′→ OO→A位移方向向右向左向左向右大小减小增大减小增大回复方向向左向右向右向左力大小减小增大减小增大加速方向向左向右向右向左度大小减小增大减小增大速度方向向左向左向右向右大小增大减小增大减小振子的动能增大减小增大减小弹簧的势能减小增大减小增大系统总能量不变不变不变不变当堂达标1、 (多选 )如图 11-3-2 所示，物体系在两弹簧之间，弹簧劲度系数分别为 k1 和 k2，且 k1＝k， k2＝ 2k，两弹簧均处于自然状态。

现在向右拉动物体，然后释放，物体在 B、 C 间振动，O 为平衡位置 (不计阻力 )，设向右为正方向，物体相对 O 点的位移为 x，则下列判断正确的是( )收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档图 11-3-2A ．物体做简谐运动， OC＝ OBB．物体做简谐运动， OC≠ OBC．物体所受合力 F ＝－ kxD．物体所受合力 F ＝－ 3kx2、 (多选 )关于回复力，下列说法正确的是 ( )A ．回复力是物体离开平衡位置时受到的指向平衡位置的力B．回复力是按力的作用效果命名的，它可能由弹力提供，也可能由摩擦力提供C．回复力可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力D．振动物体在平衡位置时，其所受合力为零3、对于弹簧振子的回复力和位移的关系，下列图中正确的是 ( )4、如图 11-3-3 所示，弹簧振子 B 上放一个物块 A，在 A 与 B 一起做简谐运动的过程中，关于 A 受力说法中正确的是 ( )A ．物块 A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B．物块 A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C．物块 A 受重力、支持力及 B 对它的恒定的摩擦力D．物块 A 受重力、支持力及 B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力5、 (多选 )当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是 ( )A ．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等，弹性势能相同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．振子在运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．振子在运动过程中，系统的机械能守恒6、如图 11-3-7 甲所示为某个质点做简谐运动的 x-t 图像，对图乙的下列判断正确的是( )收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档A ．图 (1)可作为 v-t 图像B．图 (2) 可作为 F -t 图像C．图 (3)可作为 F- t 图像D．图 (4)可作为 a-t 图像7、 (多选 )一个弹簧振子，做简谐运动的周期为T ，设 t 1 时刻振子不在平衡位置，经过一段时间到t2 时刻，振子的速度与t1 时刻的速度大小相等、方向相同，若T所示，则 ()t2－ t1 < ，如图 11-3- 82A ． t 2时刻振子的加速度一定跟t 1 时刻大小相等、方向相反B．在 t1～ t2 的中间时刻，振子处在平衡位置C．从 t到 t时间内，振子的运动方向不变12D．从 t到 t时间内，振子所受回复力的方向不变128(多选 )做简谐运动的弹簧振子，振子质量为m，最大速度为v，则下列说法中正确的是()A ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零B ．从某时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是零到1mv2 之间的某一个2值C．从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D．从某时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是零到2v 之间的某一个值9、如图 3 所示，竖直悬挂的弹簧振子做振幅为A 的简谐运动，当物体到达最低点时，物体恰好掉下一半( 即物体质量减少一半)，此后振动系统的振幅的变化为 ()A ．振幅不变B．振幅变大收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档C．振幅变小D．条件不够，不能确定10、如图 11－ 3－ 7，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由 a、 b 两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平桌面上左右振动．振幅为 A0，周期为 T0 .当物块向右通过平衡位置时， a、 b 之间的粘胶脱开；以后小物块 a 振动的振幅和周期分别为 A 和 T ，则： A________A 0( 填 “ >”、 “ <”“＝”或 ) ，T ________T 0(填 “ >、” “ <或”“＝” )．收集于网络，如有侵权请联系管理员删除。