小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com3简谐运动的回复力和能量[学习目标]1.理解回复力的概念，知道回复力在机械振动中的特征(重点)。2.会用动力学方法分析简谐运动中位移、回复力、速度、加速度的变化规律(重点)。3.会用能量守恒的观点分析水平弹簧振子在振动过程中动能、势能、总能量的变化规律(重难点)。一、简谐运动的回复力如图所示为水平方向的弹簧振子模型。(1)当小球离开O点后，是什么力使其回到平衡位置的？(2)使小球回到平衡位置的力与小球离开平衡位置的位移的大小及方向有何关系？答案(1)弹簧的弹力使小球回到平衡位置。(2)弹簧弹力与位移大小成正比，方向与位移方向相反。1．回复力(1)定义：使振动物体回到平衡位置的力。(2)方向：总是指向平衡位置。(3)表达式：F＝－kx。式中“－”号表示F与x方向相反。2．简谐运动理论上可以证明，如果物体所受的力具有F＝－kx的形式，物体就做简谐运动。也就是说：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，物体的运动就是简谐运动。在劲度系数为k，原长为L0的固定于一点的弹簧下端挂一质量为m的小球，释放后小球做上下振动，弹簧始终没有超出弹性限度，小球的振动是简谐运动吗？如果是，什么力充当回复力？小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com答案规定向下为正方向，在平衡位置b点，有mg＝kx0，小球在c点受到的弹力大小为F′＝k(x＋x0)，小球在c点的回复力F＝mg－F′＝mg－k(x＋x0)＝mg－kx－kx0＝－kx，回复力满足F＝－kx，是简谐运动。弹簧弹力和重力的合力充当回复力。1．回复力的性质回复力是根据力的效果命名的，可能由合力、某个力或某个力的分力提供。它一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。例如：如图甲所示，水平方向的弹簧振子，弹簧弹力充当回复力；如图乙所示，竖直方向的弹簧振子，弹簧弹力和重力的合力充当回复力；如图丙所示，在光滑地面上质量为m的木块随质量为M的滑块一起振动，木块的回复力由静摩擦力提供。2．简谐运动的回复力公式中，k是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数，其值由振动系统决定，与振幅无关。例如丙图中，木块做简谐运动的回复力F＝－x＝－kx，其中比例系数k和弹簧的劲度系数k0不同。3．简谐运动的加速度由F＝－kx及牛顿第二定律F＝ma可知：a＝－x，加速度a与位移x的大小成正比，方向与位移方向相反。(1)小球做简谐运动，它的位移方向和加速度的方向相反。(√)(2)回复力的大小与速度的大小无关，速度增大时，回复力可能增大，也可能减小。(×)例1(多选)如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A、B之间做往复运动，下列说法正确的是()A．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力的作用C．小球由A向O运动过程中，回复力逐渐增大D．小球由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com答案AD解析簧振子程中受重力、支持力和簧力，回力是根据效果命名的力，是弹运动过弹弹复它由物体受到的具体的力所提供的，在此情景中簧的力充回力，故弹弹当复A正确，B；错误回力位移的大小成正比，由复与A向O程中位移在小，故此程回力逐小运动过减过复渐减，故C；回力是指向平衡位置，故错误复总D正确。例2(多选)如图所示，物体m系在两水平弹簧之间，两弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，两弹簧均处于自然伸长状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动(不计阻力)，O为平衡位置，则下列判断正确的是()A．m做简谐运动，OC＝OBB．m做简谐运动，OC≠OBC．回复力F＝－kxD．回复力F＝－3kx答案AD解析以O点原点，水平向右为为x正方向，物体在轴O点右方x所受合力：处时F＝－(k1x＋k2x)＝－3kx，因此物体做，由性可知，简谐运动对称OC＝OB，故A、D正确。判断振动物体是否做简谐运...