第二节 简谐运动的回复力和能量 第二章 机械振动—2024上海市物理选择性必修一【沪科版2020】.docxVIP

第二节简谐运动的回复力和能量

课时聚焦

一、回复力

1．回复力的方向总是指向________位置，即总是与______方向相反。

在简谐振动中，回复力的大小与位移大小成_______比，即F回=________平衡位置，位移，正，?

平衡位置，位移，正，?kx

（弹簧）弹力，（弹簧的）劲度系数

2．在弹簧振子的情况中，________力作为回复力，比例系数k即为_____________。

作简谐运动的物体，回复力F和位移x的关系图是下图所给四个图像中的D（）。

D

O

O

x

F

O

x

F

O

x

F

O

x

F

A

C

D

B

二、简谐运动的能量

弹簧振子做简谐运动的过程中，__________能和动能相互转化，机械能守恒，________反映了弹簧振子机械能的大小弹性势，振幅。

弹性势，振幅

三、简谐运动中各物理量的变化

OCB弹簧振子在B、C间做简谐振动，以下物理量：位移x、回复力F、加速度a，速度v，动能Ek，弹性势能Ep，其中在平衡位置O最大的是_______、_______；在B、C处最大的是v，Ek；x，F，a

O

C

B

v，Ek；x，F，a，Ep

观察弹簧振子的振动过程，分析一次全振动的过程中振子所受的回复力、振子的位移、速度、加速度动能、弹性势能是如何变化的？此表格比较费时间

此表格比较费时间

小球位置

位移

回复力

加速度

速度

动能

弹性势能

C

向右最大

向左最大

最大

0

0

最大

C→O

向右减小

向左减小

向左减小

向左增大

增大

减小

O

O→B

……

一弹簧振子在振动过程中的某段时间内加速度方向向右，且越来越大，则在这段时间内向右，大向左

向右，大

向左，大

向左，小

大

振子所受回复力方向为_________，越来越_________；

振子的位移方向为__________，越来越_________；

振子的速度方向为__________，越来越__________。

弹簧振子的弹性势能越来越________。

x/cmOt/s4563

x/cm

O

t/s

4

5

6

3

2

1

5

?5

（1）0~2s，4~6s

（2）0~1s、2~3s，4~5s；1~2s、3~4s，5~6s

（3）2~4s

课本习题

（1）在图中哪段时间内质点相对平衡位置的位移方向沿x轴的正方向？

（2）图中质点在哪些时间内位移方向与瞬时速度的方向相同？在哪些时间内位移方向与瞬时速度的方向相反？

（3）在图中哪段时间内质点受到的回复力方向沿x轴正方向？

同步精练

一、选择题

【2017学年嘉定二模】OCB如图所示，O是弹簧振子的平衡位置，小球在B、C之间做无摩擦的往复运动，则小球每次经过O点可能变化的物理量是A2017

O

C

B

A

2017学年嘉定二模5

（A）速度 （B）位移

（C）回复力 （D）加速度

做简谐运动的弹簧振子，其加速度a随位移x变化的规律应是B2019鲁科版课本习题

B

2019鲁科版课本习题

O

O

x

a

O

x

a

O

x

a

O

x

a

A

C

D

B

Ex①③②-AA一弹簧振子套在水平光滑轴上做简谐振动，系统的机械能、动能、弹性势能随位移变化的图像如右图所示，则表示弹性势能的曲（直）线

E

x

①

③

②

-A

A

C

（A）① （B）② （C）③ （D）都有可能

OBC如图所示，水平弹簧振子在光滑水平杆上的B、C之间做简谐运动，O为平衡位置。下列说法正确的是B（）

O

B

C

B

A．振子小球运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用

B．振子小球由O向B运动过程中，回复力的方向指向平衡位置

C．振子小球在往复运动过程中机械能守恒

D．振子小球在B点加速度最小

做机械振动的物体，（B）

B

（A）加速度为正，位移一定为正 （B）加速度为正，位移一定为负

（C）加速度为正，速度一定为正 （D）加速度为正，速度一定为负

关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是C（）

C

A．位移减小时，加速度增大，速度也增大

B．位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同

C．物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反

D．物体向平衡位置运动时，做匀加速运动

如图所示，弹簧振子在dc间振动，振子从a到b历时0.2s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4s，则该振子的振动周期为B对称法（）

B

对称法

A．0.6s B．0.8s C．1.0s D．1.2s

某质点的振动图像如图所示，