簡諧運動回復力和能量 導學案-高二上學期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊

設計人：高中物理演員天才就是長期勞動的結果。——牛頓第頁2.3簡諧運動回復力和能量班級：姓名：一、學習目標1.清楚回復力的定義、表達式、特征并會判斷其方向來源，證明簡諧運動；2.清楚F=-kx中“-”“k”“x”的含義，比較振動過程中a、v、x、Ek、Ep；3.掌握能量的轉化關系以及決定能量大小的因素；4.能夠理解利用回復力對稱性解決簡諧運動綜合問題。二、課堂任務1.回復力：回復力是根據力的命名的,回復力大小等于振動方向上,可以由一個力單獨提供,也可以由一個力的分力提供,也可以由幾個力的提供.表達式F=即回復力與物體位移大小成,“-”表示回復力與位移方向“k”是一個常數(shù)由決定。思考：k一定是勁度系數(shù)嗎？物體處于平衡位置時合外力為0嗎？回復力為0嗎？2.簡諧運動的能量:簡諧運動的能量指振動系統(tǒng)的，振動的過程就是和相互轉化的過程。振動系統(tǒng)的機械能跟有關?？偨Y:在最大位移處:位移回復力動能勢能。在平衡位置呢？思考：振動一個周期動能和勢能完成幾次周期性變化？例1:右圖，彈簧振子在光滑水平桿上AB之間做往復運動,O為平衡位置,則下列說法正確的是:A.彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力B.彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復力C.振子由A向O運動過程中,回復力逐漸增大，加速度逐漸增大，位移逐漸增大D.振子由O向B運動過程中,回復力方向指平衡位置E.振子在A點時的動能最大，在B點勢能最大思考：振子從A點向B點運動的過程中，勢能如何變化？動能如何變化？總的機械能如何變化？例2:如圖,兩木塊AB疊放在光滑水平面上,質量分別為m和M,AB之間的最大靜摩擦力為f,B與勁度系數(shù)為k的輕質彈簧連接構成彈簧振子。AB在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則()A.A和B均做簡諧運動B.作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比

C.B對A的靜摩擦力始終對A做負功,而A對B的靜摩擦力對B不做功D.它們的振幅不能大于(M+m)f/km思考:振動過程中A所受摩擦力Ff與振子位移x關系的圖線？與時間t關系圖線？例3:1.如圖，一彈簧上端固定，勁度系數(shù)為k，另一端掛一質量為m的小球，平衡位置時彈簧的形變量為x0，釋放后小球做上下運動，彈簧此時沒有超出彈性限度，小球的運動是簡諧運動嗎？其回復力是誰提供的？2.把圖中傾角為θ的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距離，然后松開。假設空氣阻力可忽略不計，試證明小球的運動是簡諧運動。例4:質量2m箱子放在水平地面上,箱內兩個物體AB質量均為m,AB之間用輕彈簧相連接,再分別用豎直細線ab系在箱內.現(xiàn)將線b剪斷,剪斷瞬間B加速度為g,方向豎直向上,向上為正方向;則剪斷b線后物體B向上運動過程中,箱子對地面壓力可能為:A.mgB.2mgC.3mgD.4mg三、課堂總結1.彈簧振子所受的合力F與振子位移X的大小成正比，且合力F的方向總是與位移X的方向相反。負號表示力F的方向總是與位移X方向相反，即總指向平衡位置。它的作用總是要把物體拉回到平衡位置。所以稱為回復力①定義:使振子回到平衡位置的力②特點:按力的作用效果命名；