高中物理 第11-12章 振动和波 简谐运动回复力和能量 新人教版选修3-4 2页

广东省汕头市澄海中学高中物理第11-12章振动和波简谐运动回复力和能量新人教版选修3-4【知识概要】1.某时刻做简谐运动的系统总能量等于该时刻的___________与____________的和。对于给定的振动系统，振动的动能由振动的速度决定，振动的势能由振动的位移决定。2．简谐运动的总能量是一个恒量，不随时间而改变，它等于最大位移处的__________，或在平衡位置时的____________。简谐运动过程中机械能守恒，做等幅振动．振动系统的机械能大小由振幅大小决定，同一系统振幅越大，机械能就越大。【例1】（）关于振动物体的平衡位置，下列说法中正确的是：A．是加速度改变方向的位置B．回复力为零的位置C．速度最大的位置D．加速度最大的位置【例2】（）弹簧振子沿直线做简谐运动，当振子连续两次经过平衡位置时，振子的：A．加速度相同，动能相同B．动能相同，势能相同C．加速度相同，速度相同D．势能相同，速度相同【例3】（）下列有关回复力的说法中正确的是：A．回复力是指物体受到的指向平衡位置的力B.回复力是指物体受到的合力C.回复力是从力的作用效果命名的,可以是重力、弹力或摩擦力,可以是几个力的合力D.回复力实质上是向心力【例4】如图所示,放在光滑水平面上的弹簧振子,由A、B两物体黏合组成,且,在P、Q间振动,O为平衡位置,振动能量为E0,当振子向右运动到达平衡位置O点时,A、B两物体脱开,则脱开后振动能量为______；当振动到最大位置Q处时,A、B两物体脱开,则脱开后振动能量为______.【例5】如图所示，物块A放在木板B上，A、B的质量都为m。B固定在竖直的轻弹簧上。若使A随B一起沿竖直方向做简谐运动而始终不脱离，弹簧的劲度系数为k。求：(1)A的回复力的是什么？当A的速度达到最大时，A对B的压力大小为多大？(2)要使A不脱离B,其最大振幅为多少?【巩固训练】（）1.如图所示,一轻弹簧上端悬于顶壁,下端挂一物体,在AB之间作简谐运动,其中O点为它的平衡位置,物体在A时弹簧处于自然状态.若v、x、F、a、Ek、Ep2\n分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和势能,则A．物体在从O点向A点运动过程中,v、Ep减小向而x、a增大B．物体在从B点向O点运动过程中,v、Ek增大而x、F、Ep减小C．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时,v、x、F、a、Ek、Ep的大小均相同D．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时,v、x、F、a、Ek的大小均相同,但Ep的大小不同2.（）图为一物体作简谐振动的图象，根据图象判定下列哪个时刻物体的加速度为零，而速度最大，方向沿x轴反方向：A.1s末B.2s末C.3s末D.4s末3.水平放置的弹簧振子，振子质量是0.2kg，当它做简谐运动时，振子运动到平衡位置左侧2cm处，受到回复力为4N，当它运动到平衡位置右侧4cm处时，它的加速度大小为___________，方向是___________。4．一个在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，振子的质量为m，当振子离开平衡位置的位移为s时，它所受的回复力大小为_________，当振子离开平衡位置的位移为s/2时，它的加速度大小为________。5.光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2的两木块。下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，求：系统的最大振幅。m/2mk6.在一光滑水平面有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，振子的质量为M，弹簧振子的最大速度为v0，如图所示，当振子运动到最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上，则：（1）要保持物体和振子一起振动，二者间的动摩擦因数至少为多大？（2）一起振动时，二者通过平衡位置的速度多大？振幅又是多大？2