高中物理 教材同步 人教版（2019） 选择性必修 第一册 第二章 机械振动 3. 简谐运动的回复力和能量习题课导学案

2.3《简谐运动的回复力和能量习题课》学习任务单 课题 简谐运动的回复力和能量习题课 年级 高二 知识点来源 高中物理 教材同步 人教版（2019） 选择性必修 第一册 第二章 机械振动 3. 简谐运动的回复力和能量习题课 学习目标 物理观念：1.知道回复力、振幅的概念. 2. 简谐运动的动力学特征，明确回复力的概念和特点. 科学思维：1.会根据简谐运动的回复力特点，判断及分析常见的简谐运动. 2.理解简谐运动的动力学特征． 科学探究：通过探究，理解简谐运动中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况． 学习重难点 掌握简谐运动中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能等各物理量的变化规律． 【复习回顾】 一、简谐运动的回复力 1．简谐运动 如果质点所受的力与它偏离平衡位置 的大小成 ，并且总是指向 ，质点的运动就是简谐运动． 2．回复力公式：F＝－kx. (1)k是比例系数，其值由 决定，与 无关．只有水平弹簧振子，回复力仅由 提供，k为 ． (2)“－”号 ． 3．简谐运动的加速度 4．物体做简谐运动的判断方法 (1)简谐运动的回复力满足 ； (2)简谐运动的振动图象是 ． 二、简谐运动的能量 1．能量转化 弹簧振子运动的过程就是 和 互相转化的过程． (1)在最大位移处， 最大， 为零． (2)在平衡位置处， 最大， 最小． 2．能量特点 在简谐运动中，振动系统的 ，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种 的模型． 【自主探究】 【典例1】如图所示，平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上始终随平台振动，两者保持相对静止．以下说法正确的是(　　) A．振动平台位于最高点时，物体对平台的压力最大 B．振动平台位于最低点时，物体对平台的压力最大 C．物体速度最大时，对平台的压力最大 D．物体加速度最大时，对平台的压力最大 【归纳总结】 【巩固训练】(简谐运动的回复力)(多选)关于简谐运动的回复力，以下说法正确的是(　　) A．简谐运动的回复力不可能是恒力 B．做简谐运动的物体的加速度方向与位移方向总是相反 C．简谐运动中回复力的公式F＝－kx中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的长度 D．做简谐运动的物体每次经过平衡位置合力一定为零 【典例2】(简谐运动中各物理量的变化)如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象，则下列说法正确的是(　　) A．任意时刻，甲振子的位移都比乙振子的位移大 B．t＝0时，甲、乙两振子的振动方向相反 C．前2s内，甲、乙两振子的加速度均为正值 D．第2s末，甲的加速度达到其最大值，乙的速度达到其最大值 【典例3】 (简谐运动的能量)把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图所示，下列结论正确的是(　　) A．小球在O位置时，动能最小，加速度最小 B．小球在A、B位置时，动能最大，加速度最大 C．小球从A经O到B的过程中，回复力先做正功，后做负功 D．小球从B到O的过程中，振动的能量不断减小 【典例4】(简谐运动的回复力)有一实心立方体A，边长为L，从内部去掉一部分物质，剩余部分质量为m，一立方体B恰能完全填充A的空心部分，质量也为m，如图所示，即B的外表面与A的内表面恰好接触．整体放在一个盛有密度为ρ的液体的容器里(容器无限大)，刚开始，A漂浮在液面上，用外力使A向下产生位移b，平衡后由静止释放，A将会上下振动(水的摩擦阻力不计)．可以证明该振动为简谐运动，振动过程中，A始终不离开液面，也不被液面淹没，已知重力加速度g，求： (1)试证明此振动为简谐振动． (2)在最高点和最低点A对B的作用力． 【变式训练1】如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M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，振动过程中A、B之间无 ... ...