11.3 简谐运动的回复力和能量（学案）

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谐运动,振幅为 20 cm,周期为 3.0 s。当船上升到最高点

时,甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超

过10 cm时,游客能舒服地登船。在一个周期内,游客能舒

服地登船的时间是 ( 　 )

A. 0. 5 s B. 0. 75 s C. 1. 0 s D. 1. 5 s

请同学们认真完成练案[2]

􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋

第三节　简谐运动的回复力和能量

【素养目标定位】

※掌握简谐运动中回复力的特点

※会用动力学的方法,分析简谐运动中位移、速度、回复力

和加速度的变化规律

※会用能量守恒的观点,分析水平弹簧振子中动能、势能、

总能量的变化规律

【素养思维脉络】

简谐运动的回

复力和能量 —

→回复力 —

→概念 —→效果

→来源

→简谐运动的动力学特征 F= - kx

→能量 —→能量与振幅有关

→简谐运动机械能守恒

􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋

课前预习反馈教材梳理·夯基固本·落实新知　

知识点1　简谐运动的回复力

　　 1.简谐运动的动力学定义

如果　　　　所受的力与它偏离平衡位置的位移大小

成　　　　 ,并且总是指向　　　　 ,质点的运动就是简谐

运动。

2.回复力

项目内容

定义振动质点受到的总能使其回到　　　

的力

方向总是指向　　　　

表达式 F=　　　　

效果总是要把物体拉回到　　　　

知识点2　简谐运动的能量

　　 1.振动系统的状态与能量的关系

(1)振子的速度与动能:速度不断　　　　 ,动能也在不

断　　　　。

(2)弹簧形变量与势能:弹簧形变量在　　　　 ,因而势能

也在　　　　。

2.简谐振动的能量

振动系统的能量一般指振动系统的机械能。振动的过

程就是动能和势能互相转化的过程。

(1)在最大位移处, 　　　　最大, 　　　　为零;

(2)在平衡位置处, 　　　　最大, 　　　　最小;

(3)在简谐运动中,振动系统的机械能　　　　 ( 选填

“守恒”或“减小”),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理想化的模型。

3.决定能量大小的因素

振动系统的机械能跟　　　　有关,　　　　越大,

机械能就越大,振动越强。对于一个确定的简谐运动是

　　　　 ( 本空选填“等幅”或“减幅”)振动。

辨析思考　

『判一判』

(1)简谐运动的回复力可以是恒力。 ( 　　 )

(2)简谐运动平衡位置就是质点所受合力为零的位置。

( 　　 )

(3)做简谐运动的质点,振幅越大其振动的能量就越大。

( 　　 )

(4)回复力的方向总是跟位移的方向相反。 ( 　　 )

(5)弹簧振子在运动过程中机械能守恒。 ( 　　 )

(6)通过速度的增减变化情况,能判断回复力大小的变化

情况。 ( 　　 )

『选一选』

　　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

『想一想』

　　弹簧下面挂一小钢球如图所示,它所受的力

与位移的关系也满足 F= - kx 吗?x为弹簧的形

变量吗?它振动的回复力由哪个力提供?是简谐

运动吗?

􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋

CCZL　

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