2.3 简谐运动的回复力和能量 学案-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

2.3 简谐运动的回复力和能量—2023-2024学年高一物理人教版（2019）选择性必修第一册 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。 = $$