2025版新教材高中物理第2章機械振動3簡諧運動的回復力和能量課前預習新人教版選擇性必修第一冊_第1頁
2025版新教材高中物理第2章機械振動3簡諧運動的回復力和能量課前預習新人教版選擇性必修第一冊_第2頁
2025版新教材高中物理第2章機械振動3簡諧運動的回復力和能量課前預習新人教版選擇性必修第一冊_第3頁
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文檔簡介

3．簡諧運動的回復力和能量學習目標1．初步形成回復力的概念，理解簡諧運動的能量。2．利用能量守恒探討彈簧振子，探究彈簧振子系統的機械能守恒。3．養成視察、分析、比較、歸納的良好習慣，激發學生學習物理的主動性。思維脈絡簡諧運動的回復力1.簡諧運動的動力學定義假如物體在運動方向上所受的力與它偏離平衡位置的位移大小成_正比__，并且總是指向_平衡位置__，質點的運動就是簡諧運動。．回復力項目內容定義振動質點受到的總能使其回到_平衡位置__的力方向總是指向_平衡位置__表達式F＝_－kx__效果總是要把物體拉回到_平衡位置__『判一判』(1)簡諧運動的回復力可以是恒力。(×)(2)簡諧運動平衡位置就是質點所受合力為零的位置。(×)(3)回復力的方向總是跟位移的方向相反。(√)『想一想』彈簧下面掛一小鋼球如圖所示，它所受的力與位移的關系也滿足F＝－kx嗎？x為彈簧的形變量嗎？它振動的回復力由哪些力供應？是簡諧運動嗎？答案：滿足；不是；由彈簧彈力和重力的合力供應；是解析：設振子的平衡位置為O，向下為正方向，此時彈簧已伸長了x0，設彈簧的勁度系數為k，由平衡條件得kx0＝mg，①當振子偏離平衡位置距離為x時F回＝mg－k(x＋x0)，②由①②得F回＝－kx，所以該振動是簡諧運動。簡諧運動的能量1.振動系統的狀態與能量的關系(1)振子的速度與動能：速度不斷_變更__，動能也在不斷_變更__。(2)彈簧形變量與勢能：彈簧形變量在不斷_變更__，因而勢能也在不斷_變更__。2．簡諧振動的能量振動系統的能量一般指振動系統的_機械能__。振動的過程就是_動能__和_勢能__相互轉化的過程。(1)在最大位移處，_勢能__最大，_動能__為零；(2)在平衡位置處，_動能__最大，_勢能__最小；(3)在簡諧運動中，振動系統的機械能_守恒__(選填“守恒”或“減小”)，而在實際運動中都有確定的能量損耗，因此簡諧運動是一種_志向化__的模型。3．確定能量大小的因素振動系統的機械能跟_振幅__有關，_振幅__越大，機械能就越大，振動越強。『判一判』(4)做簡諧運動的質點，振幅越大其振動的能量就越大。(√)(5)彈簧振子在運動過程中機械能守恒。(√)(6)通過速度的增減變更狀況，能推斷回復力大小的變更狀況。(√)『選一選』把一個小球套在光滑細桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡諧運動，它圍繞平衡位置O在A、B間振動，如圖所示，下列結論正確的是(C)A．小球在O位置時，動能最小，加速度最小B．小球在A、B位置時，動能最大，加速度最大C．小球從A經O到B的過程中，回復力先做正功，后做負功D．小球從B到O的過程中，振動的能量不斷減小解析：振子經過平衡位置時，速度最大，位移為零，所以經過平衡位置動能最大，回復力為零，加速度為零，故A錯誤；在A、B位置時，速度為零，位移最大，回復力最大，加速度最大，故B錯誤；由于回復力指向平衡位置，所以振子從A經O

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