高中物理 第十一章 机械振动 3 简谐运动的回复力和能量预习导航 新人教版选修3-41

简谐运动的回复力和能量预习导航1理解回复力的概念。2会用动力学的知识，分析简谐运动中位移、速度、回复力和加速度的变化规律。3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。日常生活中经常会遇到机械振动的情况：机器的振动、桥梁的振动、树枝的摇动、乐器的发声等，它们的振动比较复杂，但这些复杂的振动都是由简单的振动组成的，那么最基本、最简单的机械振动是什么呢？这种最简单、最基本的机械振动的振子受到的力有什么特点呢？提示：如图所示，最基本、最简单的机械振动是简谐运动，简谐运动的物体受到的力是周期性变化的。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位移的大小成_，并且总是指向_，质点的运动就是简谐运动。(2)回复力的方向跟振子偏离平衡位置的位移方向_，总是指向_，它的作用是使振子能够_平衡位置。(3)表达式：_，即回复力与物体的位移大小成正比，负号表明_，k是常数。对于弹簧振子，k为弹簧的_。2简谐运动的能量(1)振子的速度与动能：_不断变化，_也在不断变化。(2)弹簧形变量与势能：弹簧形变量在_，因而势能也在_。(3)简谐运动过程是一个动能和势能不断变化的过程，在任意时刻振动物体的总机械能不变。在平衡位置处，动能_，势能_；在最大位移处，势能_，动能_。振动的机械能与_有关，振幅_，机械能就_。(4)实际的运动都有一定的能量损耗，所以简谐运动是一种理想化的模型。思考：弹簧振子在振动过程中动能与势能相互转化，振子的位移x、回复力F、加速度a、速度v四个物理量中有哪几个与动能的变化步调一致？答案：1(1)质点正比平衡位置(2)相反平衡位置回到(3)Fkx回复力与位移方向始终相反劲度系数2(1)速度动能(2)变化变化(3)最大最小最大最小振幅越大越大思考提示：只有速度v。