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1、东风高中2015届物理导学案简谐运动的回复力、能量一、几种典型简谐运动水平弹簧振子竖直弹簧振子单摆回复力平衡位置弹簧处于原长弹簧弹力等于重力小球摆动最低点能量关系弹性势能与动能相互转化，机械能守恒弹性势能与动能、重力势能相互转化，机械能守恒重力势能与动能相互转化，机械能守恒固有周期与振幅无关与振幅无关与振幅、摆球质量无关简谐运动特征（1）力学特征：F回=-kx（回复力是效果力，可为弹力、几个力的合力或某个力的分力）（2）运动学特征：x、v、a均按正余弦规律发生周期性变化。（3）能量特征：系统机械能守恒，振幅A不变。二、受迫振动与共振1．受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫
2、振动。（1）物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。（2）物体做受迫振动的振幅由驱动力频率和物体的固有频率共同决定：两者越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。2．共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。（1）利用共振的有：共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千……（2）防止共振的有：机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢……【例题1】图所示,一根轻弹簧与质量为m的物体组成弹簧振子,物体在同一条竖直线上的A、B之间做简谐运动,点O为平衡位置,已知振子的周期为T,某时刻物体恰好经过点C并向上运动,且
3、OC=h.则从该时刻开始的半个周期时间内,以下说法正确的是()A.物体克服重力做的功是2mghB.动能先增大后减小第5页共5页东风高中2015届物理导学案C.回复力做功为零D.回复力大小逐渐变大练习1：公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T.取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t＝0，其振动图象如图所示，则A．t＝T时，货物对车厢底板的压力最大B．t＝T时，货物对车厢底板的压力最小C．t＝T时，货物对车厢底板的压力最大D．t＝T时，货物对车厢底板的压力最小练习2：如图所示，在质量为的无下底的木箱顶部
4、用一轻弹簧悬挂质量均为（）的A、B两物体，箱子放在水平地面上。平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐振动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（）A、B、C、D、【例题2】一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的。物块在光滑水平桌面上左右振动。振幅为A0，周期为T0.,。当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则：AA0（填“>、<或=”），TT0（填“>”、“<”或“=”）练习1：一个沙箱连着弹簧,在光滑的水平面上做简谐运动,不计空气阻力,下列说法中正确的是()A．当沙箱经过平衡位置时，一小
5、球竖直落入沙箱，则以后的运动中沙箱的振幅减小B．当沙箱经过平衡位置时，一小球竖直落入沙箱，则以后的运动中沙箱的最大速度减小C．当沙箱经过最大位移时，一小球竖直落入沙箱，则以后的运动中沙箱的振幅减小D．当沙箱经过最大位移时，一小球竖直落入沙箱，则以后的运动中沙箱的最大速度减小【例题3】已知单摆摆长为L，悬点正下方3L/4处有一个钉子。让摆球做小角度摆动，其周期将是多大？练习1：如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为＿＿＿＿s，在最低点处的加速度为＿＿＿＿m/s2。(取
6、g＝10m/s2)【例题4】图中各摆球可视为质点,各段绳长均为l,摆角均小于10°,(a)图在垂直纸面内摆动,(b)图中电梯匀加速上升,加速度为a,(c)图摆球带正电,磁场垂直纸面向外,(d)图摆球带正电,电场方向向下.求各摆的周期.第5页共5页东风高中2015届物理导学案【例题5】如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动。下列说法中正确的有：（）A．各摆的振动周期与a摆相同B．各摆的振幅大小不同，c摆的振幅最大C．各摆的振动周期不同，c摆的周期最长D．各摆均做自由振动课后练习1、如图所
7、示，对做简谐运动的弹簧振子m的受力分析，正确的是( )．A．重力、支持力、弹簧的弹力B．重力、支持力、弹簧的弹力、回复力C．重力、支持力、回复力、摩擦力D．重力、支持力、摩擦力2、如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A．物体在最低点时的弹力大小应为mgB．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C．弹簧
