2.3 简谐运动的回复力和能量 学案 高中物理人教版（2019）选择性必修第一册

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2.3 简谐运动的回复力和能量基础知识导学一、简谐运动的回复力1．回复力(1)定义：振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力。(2)方向：指向平衡位置。(3)表达式：F＝－kx。2．简谐运动的动力学定义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。3．质点做简谐运动的条件物体受回复力F的大小跟位移x的大小成正比，方向跟位移方向相反。二、简谐运动的能量1．理论上可以证明，如果不考虑摩擦等阻力造成的损耗，在弹簧振子振动的任意位置，系统的动能和势能之和是不变的，即简谐运动的能量是守恒的。一旦供给系统一定的能量，使它开始振动，它就以一定的振幅永不停息地持续振动。简谐运动是一种能量守恒的振动。2．简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。将物体释放后，若只有重力或弹簧的弹力做功，则振动物体在振动过程中，动能和势能相互转化，总机械能不变。重难问题探究1、质点做简谐运动的条件物体受回复力F的大小跟位移x的大小成正比，方向跟位移方向相反。2、简谐运动中的能量跟振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。基础小题试练1.关于简谐运动的回复力的含义，下列说法正确的是( )A.k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度B.k是回复力跟位移的比值，x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移C.根据，可以认为k与F成正比D.表达式中的“-”号表示F始终阻碍物体的运动2.简谐运动属于下列哪种运动( )A.匀变速运动 B.匀速直线运动 C.非匀变速运动 D.匀加速直线运动答案以及解析1.答案：B解析：回复力是所有简谐运动都必须满足的关系式，其中F是回复力，x是做简谐运动的物体离开平衡位置的位移，k是回复力跟位移的比值（即公式中的比例关系），与F无关，“-”号表示F始终与物体位移方向相反，有时使物体加速，有时阻碍物体的运动，故选项B正确.2.答案：C解析：简谐运动的速度是变化的，加速度也是变化的。