高中物理 第十一章 機械振動 3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動學(xué)案 新人教版選修3-4(2021年最新整理)

1、高中物理 第十一章 機械振動 3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動學(xué)案 新人教版選修3-4高中物理 第十一章 機械振動 3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動學(xué)案 新人教版選修3-4 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進行仔細校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理 第十一章 機械振動 3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動學(xué)案 新人教版選修3-4）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進步的源泉，前進的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查

2、閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進步，以下為高中物理 第十一章 機械振動 3 簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動學(xué)案 新人教版選修3-4的全部內(nèi)容。53。簡諧運動的回復(fù)力和能量課堂互動三點剖析1?；貜?fù)力 回復(fù)力f=-kx,這是判斷一個振動是否是簡諧運動的依據(jù). 回復(fù)力是據(jù)力的作用效果-總使振子回到平衡位置而命名的。它不是一個特殊性質(zhì)的力，它可以是一個力（如水平彈簧振子的彈力）；也可以是幾個力的合力；還可以是某個力的分力。判斷物體是否做簡諧運動的方法步驟是：（1)確定研究對象(做振動的物體);(2）分析受力情況和運動情況；(3)確定平衡位置；（4)推導(dǎo)出振動物體偏離平衡位置時的回復(fù)力與位移的關(guān)系式,若符合

3、f=kx，則物體的運動就是簡諧運動。2。簡諧運動中物體能量的變化情況 簡諧運動中的機械能守恒.動能和勢能相互轉(zhuǎn)化,平衡位置處動能最大，勢能為零，最大位移處勢能最大，動能為零. 簡諧運動的能量是由振幅決定。振幅大，能量大。 充分利用圖象的直觀性，把圖象與振動過程聯(lián)系起來，圖象上的一個點表示振動中的一個狀態(tài)(位置,振動方向等)，圖線上的一段對應(yīng)振動的一個過程。 由圖中所示的振動圖象可知振幅、周期以及計時開始時的位置和運動狀態(tài)，因此通過胡克定律、牛頓第二定律可以計算出在位移最大處的加速度的值。另外，根據(jù)彈簧振子通過平衡位置時具有最大速度和最大動能、 位移的大小等于振幅時具有最大彈性勢能、振子遠離平衡

4、位置時動能逐漸轉(zhuǎn)化為彈性勢能以及振子向平衡位置運動時彈性勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能等特點,便可以分析任何一段時間內(nèi)彈簧振子的能量變化情況。各個擊破【例1】 彈簧振子在水平方向的運動是簡諧運動，如把它懸吊起來，讓它在豎直方向運動，則它在豎直方向的往復(fù)運動是否仍是簡諧運動?解析：設(shè)彈簧振子的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k，將它懸吊后平衡位置在o,取向下的位移為正，如圖113-1所示。圖1131 設(shè)振子向下發(fā)生位移x，則振子所受的合力(回復(fù)力)為f=mg-k（x+l0），其中l(wèi)0是振子在平衡位置時彈簧的伸長量，而振子在平衡位置o時受力平衡mg=kl0,所以振子所受回復(fù)力f=kx，符合物體做簡諧運動的動力學(xué)特征

5、，所以在豎直方向振動的彈簧振子是做簡諧運動，不過這時的回復(fù)力由彈簧彈力和振子重力的合力提供。答案：仍是簡諧運動。類題演練1 一彈簧振子作簡諧運動,則下列說法中正確的是( ）a.若位移為負值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值b.振子通過平衡位置時速度為零，加速度最大c.振子每次通過平衡位置時，加速度相同,速度也一定相同d。振子每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同解析:如答圖11-4所示，振子在aob之間振動，位移是以平衡位置o為起點的，設(shè)向右為正，則振子由a向o運動時，位移為負,速度為正，但加速度為負,則a錯;振子在平衡位置時，位移為零，回復(fù)力為零，加速度為零，但速度最大，

6、則b錯；振子經(jīng)過平衡位置時，速度方向可正可負，則c錯;由a=kx/m可知,x相同時a也相同，但速度方向可正可負,則d正確。答圖11-4答案：d【例2】 如圖1132為一彈簧振子的振動圖象，由此可知（ )圖1132a。在t1時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大b.在t2時刻,振子的動能最大,所受的彈性力最小c.在t3時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最小d。在t4時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大解析：由圖知t1和t3時刻，振子分別處于正向最大位移和負向最大位移處,速度為零,動能為零；彈簧形變最大，振子所受彈性力最大。可見選項a、c均錯。 由圖知t2和t4時刻，振子處于平衡位置，速度最大,

7、動能最大；彈簧無形變（彈簧水平位置,振子在水平方向振動時)，振子所受彈力最小。可見選項b正確，選項d是錯誤的。答案：b類題演練2 如圖1133所示為一彈簧振子的振動圖象,如果振子的質(zhì)量為0。2 kg,求:圖11-3-3(1）從計時開始經(jīng)過多少時間第一次達到彈性勢能最大？(2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？解析:本題是通過振動圖象分析振動過程中各物理量變化的問題。(1）由圖知,在計時開始的時刻振子恰好以沿x軸正方向的速度通過平衡位置o，此時彈簧振子具有最大動能，隨著時間的延續(xù)，速度不斷減小，而位移逐漸加大，經(jīng)t=z1 s，其位移達到最大，此時彈性勢能最大。（2)由圖知,在t=2 s時