课时2.3 简谐运动的回复力和能量--2021-2022学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019选择性必修第一册）

第二章 机械振动 课时2.3 简谐运动的回复力和能量 1.通过实例分析，理解回复力的概念及性质。 2.通过对弹簧振子模型的分析，理解简谐运动的规律(位移、回复力、加速度、速度的变化规律)。 3.通过阅读教材内容，能够定性说明简谐运动的能量转化。 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．简谐运动的动力学特征 如果物体在运动方向上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． 说明：(3)式中k是比例系数，并非弹簧的劲度系数(水平弹簧振子中的k才为弹簧的劲度系数)，其值由振动系统决定，与振幅无关． 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． 基础过关练 题组一　对回复力的理解 1.下列关于简谐运动回复力的说法正确的是 (　　) A.回复力是使物体回到平衡位置的力，它只能由物体受到的合外力来提供 B.回复力可以是物体所受到的某一个力的分力 C.回复力的方向总是跟物体离开平衡位置的位移方向相同 D.回复力的方向总是跟物体的速度方向相反 2.(多选)关于简谐运动的回复力，以下说法正确的是 (　　) A.简谐运动的回复力不可能是恒力 B.做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反 C.简谐运动公式F=-kx中，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度 D.做简谐运动的物体每次经过平衡位置时所受合力一定为零 题组二　与回复力有关的计算 3.一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m的物体，让物体上下振动，振幅为A。当物体运动到最高点时，其回复力大小为 (　　) A.mg+kA B.mg-kA C.kA D.kA-mg 4.水平放置的弹簧振子，小球的质量是2 kg，当它运动到平衡位置左侧2 cm处时，受到的回复力是8 N。当它运动到平衡位置右侧4 cm处时，它的加速度是 (　　) A.8 m/s2，向右 B.8 m/s2，向左 C.