简谐运动回复力和能量导学案-高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.docx

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1、设计人：高中物理演员2.3 简谐运动回复力和能量班级： 姓名： 一、学习目标1. 清楚回复力的定义、表达式、特征并会判断其方向来源，证明简谐运动；2. 清楚F=-kx中“-”“k”“x”的含义，比较振动过程中a、v、x、Ek、Ep；3. 掌握能量的转化关系以及决定能量大小的因素；4. 能够理解利用回复力对称性解决简谐运动综合问题。二、课堂任务1.回复力：回复力是根据力的 命名的,回复力大小等于振动方向上 ,可以由一个力单独提供,也可以由一个力的分力提供,也可以由几个力的 提供.表达式F= 即回复力与物体位移大小成 ,“-”表示回复力与位移方向 “k”是一个常数由 决定。思考：k一定是劲度系数吗

2、？物体处于平衡位置时合外力为0吗？回复力为0吗？2.简谐运动的能量:简谐运动的能量指振动系统的 ，振动的过程就是 和 相互转化的过程。振动系统的机械能跟 有关。总结:在最大位移处:位移 回复力 动能 势能 。在平衡位置呢？思考：振动一个周期动能和势能完成几次周期性变化？例1:右图，弹簧振子在光滑水平杆上AB之间做往复运动,O为平衡位置,则下列说法正确的是: A.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力B.弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力C.振子由A向O运动过程中,回复力逐渐增大，加速度逐渐增大，位移逐渐增大D.振子由O向B运动过程中,回复力方向指平衡位置E.振子在A点时的动

3、能最大，在B点势能最大思考：振子从A点向B点运动的过程中，势能如何变化？动能如何变化？总的机械能如何变化？例2:如图,两木块AB叠放在光滑水平面上,质量分别为m和M,AB之间的最大静摩擦力为f,B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。AB在振动过程中不发生相对滑动，则 ( )A.A和B均做简谐运动 B.作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比C.B对A的静摩擦力始终对A做负功,而A对B的静摩擦力对B不做功D.它们的振幅不能大于(M+m)f/km思考:振动过程中A所受摩擦力Ff与振子位移x关系的图线？与时间t关系图线？例3: 1. 如图，一弹簧上端固定，劲度系数为k，另一端挂一质量为m的

4、小球，平衡位置时弹簧的形变量为x0，释放后小球做上下运动，弹簧此时没有超出弹性限度，小球的运动是简谐运动吗？其回复力是谁提供的？2. 把图中倾角为 的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开。假设空气阻力可忽略不计，试证明小球的运动是简谐运动。例4:质量2m箱子放在水平地面上,箱内两个物体AB质量均为m,AB之间用轻弹簧相连接,再分别用竖直细线ab系在箱内.现将线b剪断,剪断瞬间B加速度为g,方向竖直向上,向上为正方向;则剪断b线后物体B向上运动过程中,箱子对地面压力可能为: A.mg B.2mg C.3mg D.4mg三、课堂总结1.弹簧振子所受的合力F与振子位移X的大小成正比，且合力F的方向总是与位移X的方向相反。负号表示力F的方向总是与位移X方向相反，即总指向平衡位置。它的作用总是要把物体拉回到平衡位置。所以称为回复力定义:使振子回到平衡位置的力特点:按力的作用效果命名； 方向始终指向平衡位置。回复力来源：振动方向上的合外力2.判断物体是否做简谐运动的条件： x-t图像为正弦曲线 F-x 满足 F=-kx的形式天才就是长期劳动的结果。牛顿第 3 页 共 3 页第 3 页 共 3 页学科网（北京）股份有限公司