2017-2018学年物理人教版选修3-4教学案:第十一章 第3节 简谐运动的回复力和能量
2017-2018学年物理人教版选修3-4教学案:第十一章 第3节     简谐运动的回复力和能量第3页

  来命名的。

  (2)回复力可以由某一个力提供,如水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力;也可能是几个力的合力,如竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力;还可能是某一力的分力。归纳起来,回复力一定等于振动物体在振动方向上所受的合力。分析物体的受力时不能再加上回复力。

  2.关于k值:公式F=-kx中的k指的是回复力与位移的比例系数,而不一定是弹簧的劲度系数,系数k由振动系统自身决定。

  3.加速度的特点:根据牛顿第二定律得a==-x,表明弹簧振子做简谐运动时,振子的加速度大小与位移大小成正比,加速度方向与位移方向相反。

  4.回复力的规律:因x=Asin(ωt+φ),故回复力F=-kx=-kAsin(ωt+φ),可见回复力随时间按正弦规律变化。

  

  

  

  [典例]  (多选)如图11­3­2所示,物体系在两弹簧之间,弹簧劲度系数分别为k1和k2,且k1=k,k2=2k,两弹簧均处于自然状态。现在向右拉动物体,然后释放,物体在B、C间振动,O为平衡位置(不计阻力),设向右为正方向,物体相对O点的位移为x,则下列判断正确的是(  )

  

  图11­3­2

  A.物体做简谐运动,OC=OB

  B.物体做简谐运动,OC≠OB

  C.物体所受合力F=-kx

  D.物体所受合力F=-3kx

  [思路点拨] 通过题图可以得到以下信息:

  (1)振动物体在水平方向受两弹簧的弹力,且两弹力的方向相同。

  (2)物体做简谐运动时其振动范围关于O点对称。

[解析] 物体的位移为x,则物体所受的合力F=-k1x-k2x=-(k2+k1)x=-3kx,