江苏省新沂市王楼中学高中物理《简谐运动的回复力和能量》学案 新人教版选修34.doc

江苏省新沂市王楼中学高中物理选修3-4113 简谐运动的回复力和能量学案1 学习目标知道什么是回复力，理解简谐运动回复力的特点。2 理解简谐运动在一次全振动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况。3 知道判断简谐运动的方法，并能对一些简单的运动进行判断。学习重、难点简谐运动回复力的特点。学法指导自主、合作、探究知识链接1简谐运动的图象是： ，其数学表达式为 。2以一个具体例子来说明：做简谐运动的质点位移、速度、加速度的变化情况。学习过程用案人自我创新自主学习11以“弹簧振子”为例说明：做简谐运动的物体所受合力有什么特点？ 。2回复力是指： ；回复力是根据力的 来命名的力。3简谐运动的回复力特点是： ；可以写成表达式为： 。（此式也为证明振动是不是简谐运动的依据）3从“回复力”角度来定义，简谐运动是： 。4简谐运动中各物理量的变化（以弹簧振子为例）振 动物 体位移x回复力f加速度a速度v势能ep动能ek位置方向大小方向大小方向大小方向大小平衡位置0最大位置a0aa0思考：简谐运动物体各物理量变化的判断思路是： 【例1】弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动过程中（ ）a 振子所受的回复力逐渐增大 b。振子的位移逐渐增大c 振子的速度逐渐减小 d。振子的加速度逐渐减小【例2】弹簧振子做简谐运动，当振子的位移为负值时，下列说法正确的是（ ）a 速度一定为正，加速度一定为正b 速度一定为负，加速度一定为正c 速度不一定为正，加速度一定为正d 速度不一定为负，加速度一定为负【例3】一弹簧振子沿水平方向的x轴做简谐运动，原点o为平衡位置，在运动中某一时刻有可能出现的情况是（ ）a 位移与速度均为正值，加速度为负值b 位移为负，加速度为正c 位移与加速度均为正值，而速度为负值d 位移、速度、加速度均为负值【例4】一弹簧振子振幅为a，从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t0/2后的速度大小和加速度大小分别为v1和a1，而振子位移为a/2时速度大小和加速度大小分别为v2和a2，那么（ ）av1v2 b. v1a2 d. a1a2【例5】一个弹簧振子由质量为m的振子和劲度系数为k的弹簧组成，其振幅为a，振动频率为f，在最大位移处的弹性势能为e。那么，在振子振动过程中，下列说法正确的是（ ）a 振子在x=a时的加速度为ka/mb 振子在x=a时的加速度为ka/mc 振子在x=0时的速度大小为d 振子在x=0时的速度大小为2ka/mf【例6】质点沿直线以o点为平衡位置做简谐运动，a、b点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，a、b相距10cm，质点从a到b的时间为0.1s，从质点到o点开始计时，经0.5s，则下列说法中正确的是（ ）a 振幅为5cmb 振幅为10cmc 通过的路程为50cmd 质点的位移为50cm【例7】思考与练习第一题【例8】（拓展题）如图所示，光滑的水平桌面上，有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，开始时振子被拉到平衡位置o的右侧a处，此时拉力的大小为f，然后轻轻释放振子，振子从初速度为零的状态开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置o处，此时振子的速度为v，则在这个过程中振子的平均速度为（ ）a0 bv/2cf/（kt） d不为零的某值，但由题设条件无法求出达标检测1一弹簧振子振动时，先后以相同的速度通过路径上的a、b两点，从a到b历时1s，过了b点后继续运动，再经过1s振子又回到b点，则可判断这个弹簧振子( ) a振动的周期为4 s b在a、b两点的加速度相同 c在a、b两点的位移相同 d在a、b两点的弹性势能相同2水平放置的弹簧振子做简谐运动，周期为t，t1时刻振子不在平衡位置且速度不为零t2时刻振子速度与t1时刻的速度大小相等方向相同，t3时刻振子的速度与t1时刻的速度大小相等，方向相反若t2-t1=t3-t2，则 ( ) at1、t2、t3时刻，弹簧弹性势能都相等 b.t1、t3时刻，弹簧的长度相等 c.(t3-t1)可能等于1.5td.(t3-t1)可能等于2.5t3质点沿直线以o点为平衡位置做简谐运动，a、b点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，a、b相距10 cm，质点从a到b的时间为o1 s，从质点到0点开始计时，经o.5 s，则下述说法中正确的是 ( ) a振幅为5 cm b振幅为lo cmc通过路程为50 cm d质点位移为50 cm4一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm，频率为2.5 hz该质点从平衡位置开始经过2.5 s后，位移大小和经过的路程为 ( ) ao，10 cm b0,24 cm c4 cm，100 cm d4 cm,10 cm5如下图所示，质量为m1的物体a放在质量为m2的物体b上，b与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，运动过程中a、b之间元相对运动设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，a、b间静摩擦力的大小等于多少?6如下图所示为一弹簧振子，o为平衡位置，振子在b、c之间做简谐运动，设向右为正方向，则振子 ( ) b 0 c a由c向o运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为正值 b由o向b运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为负值 c由b向0运动时，位移为负值，速度为正值，加速度为正值d由0向c运动时，位移为负值，速度为负值，加速度为负值7如下图所示，在光滑水平面上有一弹簧振子，劲度系数为k开始时，振子被拉到平衡位置0右侧的