高三年级物理科学案23
周次： 时间： 主编：仝召勇 审核：
简谐运动的回复力和能量
学习目标：
一．掌握简谐运动的动力学特征，明确 回复力的概念
二．理解简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况
学习过程：
目标一：掌握简谐运动的动力学特征，明确回复力的概念
导读导思：
简谐运动的回复力
1． 回复力：
2． 简谐运动的动力学定义：
注意：实际的运动会受到摩擦或空气阻力，但简谐运动中忽略了其他阻力，因此简谐运动是一种理想化的振动状态。
3． 简谐运动的回复力
表达式：
4． 回复力的性质：回复力是根据力的效果命名的，它可以是一个力，也可以是多个力的合力，还可以由某个力的分力提供。
如下图所示各自回复力由哪些力充当：
5． 如何判断物体的振动是否为简谐运动？
6． 简谐运动的运动特点：
导练一：
弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（ ）
A．振子所受的回复力逐渐增大
B．振子的位移逐渐增大
C．振子的速度逐渐减小
D．振子的加速度逐渐减小
导练二：
物体做简谐运动时，下列叙述中正确的是（ ）
A．平衡位置就是回复力为零的位置
B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态
C．物体到达平衡位置，合力一定为零
D．物体到达平衡位置，回复力一定为零
导练三：
一质量为m，侧面积为S的正方体木块，放在水面上静止（平衡），如图所示。现用力向下将其压入水中一段深度后（末全部浸没）撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动。
目标二：理解简谐运动过程中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况
导读导思：
简谐运动中，通过回复力做功，动能和势能相互转化，机械能总量保持不变。
说明：（1）势能可以是重力势能（例如单摆），可以是弹性势能（例如水平方向上的弹簧振子），也可以是重力势能与弹性势能之和（例如竖直方向上的弹簧振子）。
（2）简谐运动的能量与振幅有关，振幅越大，振动能量越大。
（3）简谐运动的能量始终保持不变，实际上是忽略了摩擦等阻力的影响。因此，简谐运动是一种理想化的振动，又称等幅振动。
导练四：
一弹簧振子在光滑水平面A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M。
（1）简谐运动的能量取决于 ，本题中物体振动时 和
相互转化，总 守恒。
（2）振子在振动过程中有以下说法，正确的是（ ）
A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小
B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小
C．振子在向平衡位置振动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小
D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变
（3）若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，且m和M无相对运动而一起运动，下列说法正确的是（ ）
A．振幅不变
B．振幅减小
C．最大动能不变
D．最大动能减少
课堂小结：